Эволюция неокортекса: ученые выяснили, почему мозг человека больше обезьяньего
Сегодня, 4:16 Рита Цветкова
Nature Communications: человеческий мозг больше обезьяньего из-за особой работы генов
Фото: www.globallookpress.com/Konrad Wothe
Разгадка может скрываться в том, как работают общие для людей и приматов гены.
Часть ответа на вопрос о размере человеческого мозга может заключаться в регуляции одних и тех же генов. К такому выводу пришли ученые из Дрезденского технического университета, результаты их работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Команда исследователей сопоставила, как на ранних стадиях развиваются органоиды мозга трех видов — человека, шимпанзе и гориллы. В человеческих клетках обнаружилось без малого 600 участков ДНК, которые проявляли большую активность, чем у двух других приматов. Многие из них отвечают за форму клеток-предшественников нейронов.
В фокусе внимания оказался неокортекс — зона коры, задействованная в абстрактном мышлении, способности к долгосрочному планированию и речи. У человека она существенно крупнее, чем у остальных человекообразных обезьян. При этом известные науке гены, характерные только для человека, объясняют это увеличение лишь отчасти.
Изучать развивающуюся мозговую ткань обезьян напрямую не позволяют этические нормы. Поэтому исследователи обратились к органоидам — небольшим объемным структурам, которые выращивают из стволовых клеток. Такие модели воспроизводят отдельные черты развития неокортекса, что и дало возможность сравнить ранние этапы формирования ткани у трех видов.
Белковая часть генома человека на 98–99% совпадает с аналогичными последовательностями у шимпанзе и гориллы. Но одинаковый набор генов еще не означает одинаковую активность. Ею управляют короткие фрагменты ДНК — своего рода переключатели, усиливающие или ослабляющие работу генов.
В нейральных стволовых клетках человеческих органоидов почти 600 таких переключателей работали интенсивнее, чем у двух других видов. Многие из них регулировали гены, влияющие на форму клеток, в том числе на появление длинных ветвящихся отростков.
Когда исследователи отключили два таких гена в человеческих органоидах, стволовые клетки утратили часть разветвлений. Отключение одного из них вдобавок сократило число образующихся нейронов.
Полученные данные перекликаются с более ранними работами: клетки-предшественники с большим числом отростков способны улавливать больше сигналов из окружения, активнее делиться и давать больше нейронов. Авторы предполагают, что именно различия в регуляции общих генов могли подтолкнуть человеческий мозг к росту.
Ранее 5-tv.ru сообщал, что ученые выявили общую для людей и обезьян закономерность: чем выше положение в группе, тем сильнее готовность рисковать. Общий предок человека и шимпанзе мог передать обоим видам особое качество — стремление к демонстрации своего статуса.
Еще больше новостей — у Пятого канала в мессенджере МАКС.