Силата на HAR: генетиците разкриха механизма, който е превърнал мозъка на маймуната в човешки
Древните превключватели на разсъдъка ли са главният мотор на еволюцията?
Учени от Йейлския университет разкриха нови детайлности за генетичната еволюция на човешкия мозък. В проучването, оповестено на 30-ти януари в списание Cell, експертите са се фокусирали върху проучването на специфичните генетични превключватели – Human Accelerated Regions (HAR). Тези сектори от генома контролират времето, мястото и интензивността на деяние на гените на другите стадии от образуването на организма.
Предишни теории допускаха разнообразни механизми на работа на HAR при хората и шимпанзетата. Изследването обаче сподели: тези области настройват интензивността на еднакъв набор от генетичен материал и при двата типа. В човешкия организъм HAR контролират работата си по специфичен метод, като дефинират по какъв начин ще се пораждат, развиват и взаимодействат невроните.
Доскоро проучванията бяха възпрепятствани от един сериозен проблем: учените не успяваха да дефинират тъкмо кои области се въздействат от HAR. Само дребна част от генома – сред 7 и 21% – е била обвързвана с тях. Както изяснява професор Нунан, старите способи на проучване не дават цялостната картина. Нещо повече, някои от предварителните заключения може да са били неправилни.
За да преодолее рестриктивните мерки, екипът от Йейл основава цялостна триизмерна карта на генома. С нейна помощ те съумяха да проследят по какъв начин HAR въздействат върху работата на невронните стволови кафези при хората и шимпанзетата. В резултат на това е станало допустимо да се разпознават местата за приложение на съвсем 90% от всички известни генетични превключватели.
Докторантът генетик Атрейо Пал, който е началник на проучването, акцентира смисъла на откритието за бъдещата научна работа. Експертите откриха, че множеството от областите на генома, наранени от HAR, са изключително дейни по време на образуването на човешкия мозък. Именно тези области са виновни за това по какъв начин невроните ще се развиват и ще построяват комплицираната мрежа от взаимовръзки сред тях.
Оказва се, че секторите от генома, повлияни от HAR, са свързани и с развиването на аутизма и шизофренията. Оказва се, че генетичните превключватели са изиграли двойна роля в историята на човечеството – те освен са помогнали за оформянето на нашия мозък, само че и може би са основали предпоставки за някои неврологични аномалии.
Друго изобретение заслужава особено внимание: HAR включват и изключват избрани гени единствено в избрани типове кафези в развиващия се мозък. Сред тях те идентифицираха групата, която най-вероятно е изиграла основна роля за уголемяването на човешкия мозък спрямо другите примати.
Това изобретение разкрива механизма на превръщането на маймунския мозък в човешки и вероятно ще породи голям брой нови проучвания в тази област.
