Ученые
обнаружили ген, отвечающий за развитие мозга, который есть у человека и не
встречается даже у наших ближайших родственников, шимпанзе. Статья с
результатами исследования опубликована в журнале Science.
 |
Мозг мыши после введения в ее геном
ARHGAP11B, нейроны показаны красным, стволовые клетки — голубым. Обратите
внимание на образование извилины в правом полушарии.
Фото: Marta Florio and Wieland B.
Huttner, Max Planck Institute of Molecular Cell Biologya
|
Виланд Хутнер (Wieland Huttner)
из Института молекулярной клеточной биологии и генетики общества Макса Планка в
Дрездене (Германия) и его коллеги исследовали ткани человеческих зародышей,
оставшиеся после абортов, и мышиных эмбрионов с целью найти гены,
обуславливающие развитие мозга у человека и приматов. Сложность заключалась в
том, что развитие коры головного мозга начинается со стволовых клеток нескольких
типов, которые затем делятся и превращаются в другие, "промежуточные"
стволовые клетки, и только затем при их делении получаются нейроны, образующие
серое вещество мозга.
Чтобы отделить друг от друга
стволовые клетки разных типов, ученые снабдили их флуоресцентными метками, а
затем исследовали активность генов в каждом типе клеток. Они обнаружили в
человеческих клетках 56 генов, которых не было у мышей. Одним из наиболее
активных был ген ARHGAP11B.
Несколько лет назад другая группа
ученых обнаружила, что его нет и у ближайших родственников человека — шимпанзе.
Он появился уже после того, как эволюционные линии человека и шимпанзе
разошлись из-за неполного копирования одного из генов, который есть у обоих
видов. В результате этот ген есть только у человека современного,
неандертальцев и денисовцев.
Поместив найденный ген в геном
мышиных эмбрионов, исследователи увидели, что количество стволовых клеток в
коре головного мозга животных почти удвоилось. Кроме того, у них иногда даже
появлялись извилины, которые есть в мозгу приматов, но нет у мышей. В процессе
развития мозга мышиного эмбриона ген ARHGAP11B заставлял стволовые клетки чаще
делиться и производить больше "промежуточных" стволовых клеток,
которые в свою очередь тоже делились более активно. В результате мозг у
подопытных мышей был больше обычного.
Ученые полагают, что этот ген
сыграл важную роль в эволюционном развитии человеческого мозга и что в
дальнейшем им удастся найти и другие гены, этому поспособствовавшие.
Также ученые предупреждают, что не следует ожидать появления разумных мышей в их лаборатории. Увеличения числа нейронов в неокортексе недостаточно: мозгу необходимо еще создать функциональные связи из этих клеток, и за это отвечают другие гены.