Клеточная антропология: почему мы не похожи на шимпанзе

Различия во наружности между обезьяной и человеком обусловлены не возникновением новых генов, а трансформациями в работе ветхих.

При всём сходстве человекообразных мартышек с самим человеком вряд ли кто-то спутает их с людьми. Сильней всего внешние отличия между ими и нами проявляются в лице: протяженность носа, протяженность челюстей, пигментация кожи и другие лицевые параметры у шимпанзе, отечественных ближайших родственников, совсем другие, чем у нас. В это же время отечественные с шимпанзе геномы схожи на 98,7 процентов. Ещё сравнительно не так давно это смотрелось парадоксом: как при таком генетическом сходстве у двух видов возможно таковой различный внешний вид.

Разгадка же тут в том, что одинаковые гены смогут трудиться по-различному, другими словами какой-то ген у мартышки возможно более активен, а у человека – менее, да и включаться он может в различных участках одного и того же органа.

Человеческое лицо отличается от морды шимпанзе благодаря изменившейся схеме генетической регуляции. (Фото Brian Smith / Corbis.) Схема работы энхансерной последовательности: кодирующий ген (4) испытывает влияние энхансера (2) и промотора (3); транскрипционные белки (5,6,7), связываясь с регуляторными последовательностями, запускают синтез РНК с гена. (Иллюстрация Wikipedia / Jon Ch‹ ›

Работа генов управляется бессчётными регуляторными элементами, часть которых относятся к группе энхансеров. Так именуют последовательности в ДНК, с которыми связываются факторы транскрипции, запускающие на гене синтез РНК (которая, со своей стороны, позже отправиться к рибосомам, собирающим полипептидную цепь в соответствии с информацией, скопированной с ДНК в РНК).

Сам по себе энхансер ничего не кодирует, РНК на нём не синтезируется, но от того, как энхансер взаимодействует с транскрипционными белками, зависит активность того либо иного гена. Исследователи из Стэнфордского университета высказали предположение, что различия во наружности между обезьянами и людьми коренятся как раз в том, что энхансерные последовательности у двух видов трудятся по-различному.

Дабы проверить это, Сара Прескотт (Sara Prescott) и её сотрудники применяли клетки так именуемого нервного гребня – структуры, которая появляется на ранних этапах развития эмбриона. Как направляться из заглавия, гребень даёт начало элементам нервной совокупности, но, помимо этого, его стволовые клетки участвуют в формировании надпочечников, от них происходят пигментные клетки кожи и они же формируют хрящи лицевого черепа.

В опытах, но, применяли фальшивыйэмбриональный материал, а индуцированные стволовые клетки: у человека и шимпанзе брали обычные, специальные кожный покров либо крови, каковые позже молекулярно-клеточными способами обращали неспециализированное, стволовое состояние. После этого такие омолодившиеся клетки снабжали инструкцией, направлявшей их по пути развития нервного гребня, параллельно замечая за активностью в них регуляторных генетических элементов.

В статье в Cell авторы пишут, что большая часть генетических регуляторов в клетках человека и в клетках мартышек были одинаковые, но трудились они вправду по-различному: приблизительно у 1 000 энхансеров активность зависела от вида организма. Соответственно, изменялась и активность генов, находящихся под управлениям энхансеров.

К примеру, гены PAX3 и PAX7, конкретно воздействующие на длину лицевого отдела черепа и пигментацию кожи на лице, имеется и у человека, и у шимпанзе, но у шимпанзе они трудились посильнее. Иначе, ген BMP4, определяющий форму челюстей, активней трудился у человека.

BMP4 имеется и у птиц, и у рыб, и у других зверей, и в случае если искусственно подстегнуть его активность, к примеру, у мышей, то череп грызуна станет более круглым, а глаза заметно сместятся с боков головы на переднюю часть морды (возможно сообщить, вид мыши легко «очеловечится»). Стволовые клетки, в которых их регуляторы и гены начинают трудиться в противном случае, по-иному «лепят портрет» будущих мыши, человека либо шимпанзе.

Полученные результаты ещё раз подтверждают известную теорию, что эволюция не столько изобретает новые гены, сколько меняет метод управления ветхими. Причём трансформации в управлении снова же связаны не с тем, что показались новые управляющие элементы (новые энхансеры, промоторы, инсуляторы и т. д.), какое количество с мутациями в уже существующих регуляторах. На примере обезьяны и человека это не верно давно продемонстрировали генетики из Корнельского университета: в статье 2013 года в Nature Genetics они поведали о том, что в случае если простые человеческие гены на протяжении эволюционного развития взяли мало мутаций, то регуляторные элементы мутировали если сравнивать с шимпанзе сильно; причём большинство мутационных отличий пришлась на те области, каковые регулируют транскрипцию генов, несущих ответственность за иммунитет, кровь, работу нервной совокупности и другие процессы. 

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

• Как жирафы стали жирафами
• Искусственная матка спасает недоношенных детенышей

Quest Pistols Show — Непохожие (Премьера клипа, 2016)

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Шимпанзе воюют и без человека

  Шимпанзе захватывают приятель у приятеля территорию, уничтожая наряду с этим вражескую живую силу – и делают они это, по-видимому, отнюдь не под влиянием…

• Шимпанзе – человеку брат?

  Шимпанзе были более смышлеными и умелыми, чем о них думали. Шимпанзе изготавливают и применяют значительно более сложные орудия, чем считалось ранее.Это…

• Человек стал человеком благодаря вирусам

  Из-за чего у человека и у шимпанзе фактически совпадают геномы, не обращая внимания на то, что мы совсем различные существа по собственной природе? Такая…

• У шимпанзе не нашли альтруизм

  В случае если их персональный интерес никак не затронут, то шимпанзе делается всё равняется, помогать ли ближнему собственному либо вредить. Про…