В новом исследовании, опубликованном в журнале Neuron, ученые из Гарвардского университета (Harvard University) обнаружили доказательства, подтверждающие, что почти половина так называемых зон ускоренного развития у человека, или HAR (Human accelerated regions), сыграли важную роль в переписывании хода развития человеческого мозга, предлагая важную информацию о генетических процессах в основе эволюции человека.
На сколько геном человека отличается от других млекопитающих?
Зоны ускоренного развития человека получили свое название из-за того, что ускоряют эволюцию мозга исключительно у человека. Более 3000 участков генома человека сильно отличаются у людей от других млекопитающих, включая наших ближайших родственников приматов.
Материалы и методы исследования
Чтобы систематически определить, какие из 3171 ранее идентифицированных HAR с наибольшей вероятностью будут способствовать недавней эволюции коры головного мозга человека, ученые изучили роль этих регионов в регуляции генов в исследованиях различных типов клеток и тканей человека и модели мыши. Используя метод CaptureMPRA, ученые искали важные различия в функции энхансера HAR между людьми и шимпанзе.
Результаты научной работы
Некоторая активность, которую обнаружили ученые, была специфична для мозга по сравнению с другими органами организма. Ученые также обнаружили активность, которая была даже более специфичной для определенных типов клеток в мозге плода, в отличие от мозга взрослых.
В целом, результаты исследования показывают, что многие HAR действительно действуют как усилители развития нервной системы. Новые данные свидетельствуют о том, что по мере того, как HAR отличались от других млекопитающих, они в значительной степени усилили свою роль в качестве нейрональных энхансеров.
Исследователи также показывают, что один, в частности, регулируемый HAR ген, называемый PPP1R17, претерпел быстрые изменения как в типах клеток, так и в паттернах экспрессии у неприматов и приматов, а также между нечеловеческими приматами и людьми. Результаты исследования показали, что PPP1R17 замедляет продвижение нервных клеток-предшественников по клеточному циклу. Это примечательно, учитывая, что удлинение клеточного цикла у нечеловеческих приматов и людей, как известно, вызывает замедление неврологического развития, что является важной особенностью человеческого мозга.
Авторы другого исследования утверждают, что состав вещества мозга при рождении определяет языковые навыки детей в возрасте 5 лет.
