Мишки развиват по-голям мозък, когато им се даде участък от човешка ДНК

Откритието допринася за цялостната картина на това как хората са развили толкова големи мозъци

Ваня Милева Последна промяна на 19 май 2025 в 00:00 1457 0

Изследователите са идентифицирали генетичен набор в човешкия мозък, който когато се постави в мишки, увеличава размера на мозъка им с около 6,5 %.

Кредит НаукаOFFNews
Изследователите са идентифицирали генетичен набор в човешкия мозък, който когато се постави в мишки, увеличава размера на мозъка им с около 6,5 %.

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:

  1. Liu, J. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-025-09002-1 (2025). Article  Google Scholar 

  2. Girskis, K. M. et al. Neuron 109, 3239–3251 (2021). Article  PubMed  Google Scholar 

  3. Pal, A. et al. Cell 188, 1504–1523 (2025). Article  PubMed  Google Scholar 

  4. 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

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Човекът

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !