Генетики нашли в человеческой ДНК уникальный ген NOTCH2NL, который отвечает за необыкновенно большие размеры нашего мозга и уникальную структуру коры больших полушарий.
«Две главных черты человека — большие размеры мозга и замедленное развитие нервной системы внутри утробы матери. Теперь нам удалось раскрыть молекулярные механизмы развития и той, и другой особенности Homo sapiens», — заявил Дэвид Хаусслер из университета Калифорнии в США.
Геномы человека и шимпанзе совпадают на 99 процентов, однако наши нервные системы развиваются совершенно по-разному, пишет журнал Cell. Эти различия мешают ученым использовать приматов для изучения болезней человека и выяснить, как он приобрел способность членораздельно говорить и мыслить.
За последние годы исследователи открыли несколько сотен генов, отвечающих за развитие мозга и отличающиеся по структуре в геномах человека и шимпанзе. Однако им так и не удавалось найти те участки ДНК, которые отвечали за необычайно крупные размеры человеческого мозга.
Генетикам из США удалось найти «Святой Грааль эволюции мозга человека», изучая структуру разных генов на первой хромосоме человека, удаление которых очень часто приводит к развитию микроцефалии, а удвоение или повреждение — к макроцефалии или тяжелым формам аутизма.
В этом участке генетического кода находится набор генов из семейства NOTCH2, отвечающих за формирование будущих тканей мозга в зародыше млекопитающих. При этом ген NOTCH2NL отсутствует или не работает в организме шимпанзе, горилл и других приматов.
По всей видимости, он появился в ДНК наших предков примерно три-четыре миллиона лет назад в результате серии «удачных» ошибок при копировании первой хромосомы. Ген радикально поменял программу развития нервной системы. Удаление NOTCH2NL приводит к тому, что заготовки нервных клеток начинают быстрее «взрослеть» и реже делиться.
«Одна стволовая клетка, участвующая в росте мозга, может дать жизнь двум нейронам или еще одной заготовке и одной нервной клетке. NOTCH2NL заставляет их выбирать второй вариант, что позволило нашему мозгу вырасти в объеме», — отмечают исследователи.
|