ДНК-последовательности у людей и шимпанзе идентичны на 98%. На 2% различий приходится, как минимум, 15 млн. различающихся базовых пар, и эти изменения произошли примерно 6 млн. лет назад. Современная вычислительная техника позволила выявить 49 областей генома, которые изменялись особенно быстро, и один ген, которому, возможно, мы обязаны своим относительно крупным мозгом.
Кэтрин Поллард (Katherine Pollard) из Калифорнийского университета в Дэвисе (University of California) начала свои исследования с того, что стала с помощью компьютерной техники сопоставлять геномы шимпанзе и человека в поисках областей ДНК, претерпевших наибольшие изменения. Ей удалось выявить 49 таких областей в геноме человека. Она назвала их HAR-области (human accelerated regions – зоны ускоренного развития). Наиболее радикально изменившаяся область, получившая название HAR1, отличалась в 18 нуклеотидных парах из 118. Эти изменения произошли за последние несколько миллионов лет. За предшествующие 310 млн. лет, которые отделяют цыплят от обезьян, в этой области изменились только две нуклеотидные пары. «Это действительно революционные изменения», – замечает Поллард.
Софи Салама (Sofie Salama) из Калифорнийского университета в Санта-Круз провела детальное исследование этой области генома и показала, что она представлена двумя генами, названными HAR1F и HAR1R. Эти гены вовсе не кодируют протеины, которые выполняют специфическую функцию в организме. Скорее, они производят информационную РНК(mRNA)-молекулу, которая ведает самим производством протеинов.
Дальнейшие эксперименты, проведенные международной командой исследователей, показали, что ген HAR1F, начиная с седьмой недели развития плода, имеет высокую степень экспрессии в развивающемся неокортексе человеческого эмбриона – нарождающейся коре головного мозга. Информационная РНК производится окончатыми клетками Кахаля латеральной апертуры четвертого желудочка головного мозга. Прежние исследования показали, что именно эти клетки управляют созданием новых слоев нейронов коры головного мозга. Клетки Кахаля также производят белок рилин (reelin), который способствует формированию архитектуры человеческого мозга. По данным экспериментов на макаках-крабоедах (Macaca fascicularis), этот ген и у других приматов играет подобную роль. Хотя результаты исследований окончательно не связывают этот участок генетического аппарата с различиями устройства мозга людей и их ближайших родственников в природе, они не могут не интриговать. «Мы не знаем, что делает этот ген, а также не знаем, взаимодействует ли он с рилином. Но мы имеем очень убедительные свидетельства того, что этот ген чрезвычайно важен в развитии коры головного мозга. Эти данные не могут не захватывать, поскольку кора головного мозга человека имеет в три раза больший объем, чем у наших предшественников, – замечает руководитель команды Дэвид Хосслер (David Haussler) из Калифорнийского университета в Санта-Круз. – Что-то же привело к тому, что наш мозг эволюционировал и стал более крупным, а также более многофункциональным по сравнению с другими млекопитающими».
Это была только первая из 49 HAR-областей генома, которая была изучена. «Теперь нам предстоит изучить остальные 48», – говорит Хосслер. Более подробно об этом исследовании вы сможете прочитать на сайте журнала Nature.
Дэвид Биелло
--------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------- *** НАЙДЕН ГЕН РАЗУМА
По материалам www.nature. com, www.sciam.com, www.utro.ru
На протяжении столетий не утихают споры о правильности положений дарвиновской теории эволюции. Новое открытие американских генетиков добавляет очков сторонникам дарвинизма. Исследователи утверждают, что ими открыт ген, который отвечает за эволюцию человеческого мозга. В результате последних изысканий выяснилось, что одна часть генома человека в течение нескольких миллионов лет развивалась в 70 раз быстрее, чем весь генетический код в целом. Этот процесс привел к тому, что на Земле появился новый вид — Homo sapiens.
ДНК-последовательности у людей и шимпанзе идентичны на 98%. На 2% отличия приходится как минимум 15 млн. различающихся базовых пар, и эти изменения произошли примерно 6 млн. лет назад. Современная вычислительная техника позволила выявить 49 областей генома, которые трансформировались особенно быстро, и один ген, которому, возможно, мы обязаны выдающимися размерами головного мозга.
Кэтрин Поллард (Katherine Pollard) из Калифорнийского университета в Дэвисе сопоставила геномы шимпанзе и человека в поисках частей ДНК, претерпевших наибольшие изменения. Ей удалось выявить в геноме человека 49 таких участков. Она назвала их HAR-области (human accelerated regions — зоны ускоренного развития у человека). В наиболее радикально изменившейся области, получившей название HAR1, трансформировались 18 нуклеотидных пар из 118. «Это действительно революционные изменения», — замечает Поллард. Софи Салама (Sofie Salama) из Калифорнийского университета в Санта-Круз провела детальное исследование этого участка генома и показала, что он представлен двумя генами, названными HAR1F и HAR1R. Скорее всего, они производят информационную РНК — молекулу, которая ведает образованием протеинов. Но точно сказать, какова функция этих генов, специалисты пока не могут. «Мы не знаем, что делает этот ген. Но мы имеем очень убедительные свидетельства того, что он чрезвычайно важен в развитии коры головного мозга. Эти данные не могут не захватывать, поскольку мозг человека имеет в три раза больший объем, чем у его предшественников, — замечает руководитель команды Дэвид Хосслер (David Haussler) из Калифорнийского университета в Санта-Круз. — Что-то же привело к тому, что наш мозг эволюционировал и стал более крупным, а также более многофункциональным, чем у других млекопитающих?»
«Ген разума» удалось найти только у млекопитающих и птиц, он отсутствует у рыб и беспозвоночных. В течение долгого времени после появления этот участок генома практически не менялся, но на определенном этапе развития по пока невыясненной причине в нем начались значительные мутации. Известно, что он «включается» через семь недель после зачатия и «останавливает работу» на девятнадцатой неделе. У исследователей пока больше вопросов, чем ответов, но все только начинается: изучена лишь первая из 49 HAR-областей генома.
|
Меню сайта
