Регионы
logo logo_white
inform
18+
Все регионы Санкт-Петербург Москва Красноярск Нижний Новгород Пермь Оренбург Архангельск Екатеринбург Новосибирск Омск Башкирия Кемерово Карелия Приморье Калининград Самара Казань Сочи Ростов-на-Дону Волгоград Саранск

В генах мозга обнаружили длинные вставки, отвечающие за эволюцию

Проанализировав структуру генов, отвечающих за развитие и работу мозга, российские ученые нашли в них длинные вставки – интроны, которые мозги в прошлом влиять на ускоренную эволюцию.
142 1 Июля 2020 10:18 Наука
В генах мозга обнаружили длинные вставки, отвечающие за эволюцию
В генах мозга обнаружили длинные вставки, отвечающие за эволюциюpixabay.com-
Загрузка...

Молекулярные биологи и математики Института математических проблем биологии РАН и МФТИ выяснили, что в определенных генах, ответственных за развитие головного мозга человека и других видов млекопитающих есть длинные вставки – интроны. Именно они ускоряют эволюцию генов, сообщается в исследовании, опубликованном журналом Plos One.

Хотя геномы человека и шимпанзе совпадают на 99%, нервные системы этих видов развиваются разным образом, поэтому при старении в них возникают абсолютно разные проблемы. По этой причине в настоящее время довольно сложно использовать приматов для изучения заболеваний и выяснения этапов возникновения речи и мышления у современного человека.

Хотя биологам удалось найти множество отвечающих за развитие мозга генов, структура которых у человека и шимпанзе различается, главные участки ДНК, ответственные за очень крупные по сравнению с телом размеры человеческого головного мозга, обнаружены не были. Поэтому ученые сделали вывод о том, что различия между двумя видами обусловлены не столько структурой генома, сколько активностью определенных генов на разных этапах развития зародыша и роста уже рожденного ребенка.

Евгений Баулин и его научная группа выполнили анализ устройства различных генов, имеющих отношение к работе и развитию головного мозга человека и мыши. Так им удалось понять, как появляются подобные отличия.

Исследователям стало интересно, какую роль в процессе развития играют вставки между значащими частями генов. Интроны не влияют на структуру белка, поскольку при считывании генетической информации клетками они не считываются, однако они могут оказывать влияние на альтернативный сплайсинг.

Альтернативный спласинг – это процесс избирательного чтения одного гена, благодаря которому он может контролировать сборку нескольких типов белковых молекул, похожих между собой.  

Изучая структуру интронов, исследователи выяснили, что в одной из категорий генов они необычайно длинные и расположены интересным образом: после первого нуклеотида в блоке, управляющем продуцированием произвольной аминокислоты в начале гена. 

Оказалось, что каждый из таких участков ДНК был связан с определенной частью работы головного мозга. Чаще всего они были связаны с работой нервных окончаний и передачей сигналов между нервными клетками. Всего ученые нашли 153 подобных участка ДНК, при этом некоторые из них имели отношение к развитию шизофрении и других психических заболеваний.

Поскольку интроны стояли рядом с сигнальным пептидом – ключевой частью белковых молекул, их расположение неслучайно, считают исследователи. Сигнальный пептид, подобно маршрутной карте, заставляет клетку перемещать вещества между ее частями или выделять его наружу, позволяя считывать другим нейронам. А интрон определяет степень активности гена, в котором находится, позволяя нервной клетке считывать этот участок ДНК более или менее активно.

Исследователи полагают, что в прошлом этот механизм вместе с высокой изменчивостью мог стимулировать ускоренную эволюцию генов, связанных с ростом и работой головного мозга предков современного человека и разных видов животных.

Юлия Воронцова

Подпишитесь и получайте новости первыми
lenta
Новости партнеров
Загрузка...
star
Новости партнеров
Наверхнаверх