
Генетици успешно са вплели човешка ДНК последователност в мишки, което е довело до гризачи с увеличена мозъчна маса – постижение, което предлага нови улики за човешката еволюция.
Изследователите са идентифицирали генетичен набор в човешкия мозък, който когато се постави в мишки, увеличава размера на мозъка им с около 6,5 %.
Според доклад, публикуван в списание Nature [1], вмъкването на част от генетичен код, който е уникален за хората, в мишки помага на животните да развият по-големи мозъци от обичайното.
Отрязъкът от кода - участък от ДНК, който действа като превключвател за увеличаване на експресията на определени гени - разширява външния слой на мишия мозък, увеличавайки производството на клетки, които се превръщат в неврони. Откритието може да обясни отчасти как хората са развили толкова големи мозъци в сравнение със своите роднини примати.
Това изследване е по-задълбочено от предишни работи, които са се опитвали да разгадаят генетичните механизми, стоящи зад развитието на човешкия мозък, отбелязва Катрин Полард (Katherine Pollard), изследовател по биоинформатика в Института по информатика и биотехнологии "Гладстон" в Сан Франциско, Калифорния. "Историята е много по-пълна и убедителна", заявява тя.
Човешкият мозък расте
Как човешкият мозък е станал толкова голям и сложен, остава загадка, посочва Габриел Сантпере Баро (Gabriel Santpere Baró), невробиолог, който изследва геномиката в Института за медицински изследвания Hospital del Mar в Барселона, Испания. "Все още нямаме окончателен отговор на въпроса как човешкият мозък се е утроил по размер след отделянето ни от шимпанзетата" по време на еволюцията, заявява той.
Предишни изследвания [2], [3] сочат, че човешките акселерирани региони (HARs - human accelerated regions) - къси участъци от генома, които са запазени при всички бозайници, но които са претърпели бърза промяна при хората след еволюционното им разделяне от шимпанзетата - биха могли да имат ключов принос за развитието и размера на мозъка. Но точните механизми, които са в основата на ефекта на HARs върху изграждането на мозъка, все още не са открити, заявява съавторът на изследването Дебра Силвър (Debra Silver), невробиолог по въпросите на развитието в университета Дюк в Дърам, Северна Каролина.
За да си съставят по-ясна представа, Силвър и колегите ѝ се спират на един HAR, наречен HARE5, който откриват преди десетилетие [4]. Известно е, че при мишките този участък от ДНК стимулира експресията на гена Fzd8, един от големите играчи, които стоят зад развитието и растежа на нервните клетки. Изследователският екип сравнява ефектите на HARE5 при мишки, шимпанзета и хора.
Когато изследователите подменят с човешката версия на HARE5 в живи мишки на мястото на собствената версия на животните, мозъците на животните нарастват с 6,5 % повече, отколкото при непроменените мишки, докато станат възрастни. Благодарение на този стимул мозъкът е бил най-активен в невронните стволови клетки, наречени радиални глии, които в крайна сметка се развиват в неврони и други мозъчни клетки. Човешкият HARE5 увеличил деленето и пролиферацията на глия и клетките продължили да произвеждат повече неврони, отколкото под въздействието на мишата версия на HARE5.
Засега не е ясно дали мишките, чиито мозъци са се увеличили, са подобрили когнитивните си способности или паметта си, обяснява Силвър.
Малки промени, големи разлики
В търсене на това, което прави човешкия HARE5 различен от версията за шимпанзета, Силвър и колегите ѝ откриват четири генетични мутации; всяка от тях повишава клетъчната пролиферация както при шимпанзетата, така и при хората.
След това изследователите създават миниатюрни 3D модели на човешки мозъци, или органоиди, в лабораторни блюда, за да разгледат как HARE5 формира производството на невронни клетки. Органоидите, съдържащи HARE5 от шимпанзета, отглеждат по-малко радиални глиални клетки, отколкото тези, съдържащи човешки HARE5, като глиалните клетки са и по-слабо развити. Екипът установява също, че HARE5 усилва ключов сигнален път, който стимулира растежа на невронните стволови клетки, което засилва ролята на генетичния бустер за увеличаване на размера и сложността на човешкия мозък, уточнява Силвър.
Според Сантпере Баро бъдещите проучвания трябва да изследват как ефектите на HARE5 се комбинират и взаимодействат с тези на останалите около 3000 HAR при хората, за да се изгради по-обща картина на тяхната роля в развитието и еволюцията на човешкия мозък. "Те все още представляват генетична съкровищница, в която трябва да продължим да копаем", допълва той.
Силвър и колегите ѝ вече разработват методи за изследване на това как различните HARs функционират съвместно. "Съществуват много, много различни механизми, които са от решаващо значение за превръщането на човешкия мозък в това, което е", посочва тя.
Справка:
-
Liu, J. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-025-09002-1 (2025). Article Google Scholar
-
Girskis, K. M. et al. Neuron 109, 3239–3251 (2021). Article PubMed Google Scholar
-
Pal, A. et al. Cell 188, 1504–1523 (2025). Article PubMed Google Scholar
-
Boyd, J. L. et al. Curr. Biol. 25, 772–779 (2015). Article PubMed Google Scholar
Източник: Mice grow bigger brains when given this stretch of human DNA, Nature
Още по темата

Медицина
Открит е "превключвател" в мозъка, който може да превърне агресията в любов

Човекът
Еволюцията на човешкия мозък може да се дължи на чревните микроби

Скептик
7 (и половина) мита за човешкия мозък (видео)

Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
helper68
Натурални суперколайдери: Черните дупки могат да се използват ускорители на частици
dolivo
Учени възпроизвеждат сияйното египетско синьо, озарявало гробниците на фараоните
dolivo
Революция в залесяването: Японски дронове с изкуствен интелект засаждат дръвчета 10 пъти по-бързо от хората
alabal
Най-старото живо същество на Земята: вид на 700 млн. години, който променя разбирането за еволюцията