Исследователи увеличили размер мозгов мыши путем предоставления грызунам части ДНК человека, управляющей активностью гена. Работа представляет некоторые самые сильные генетические свидетельства все же того, как человеческий интеллект превзошел те из всех других обезьян.«[ДНК] могла легко быть огромным компонентом в том, как человеческий мозг расширился», говорит Мэри Энн Рэгэнти, биологический антрополог в Кентском Государственном Университете в Огайо, не связанный с работой. «Это открывает целый мир возможностей о мозговом развитии».В течение многих веков биологи задавались вопросом, что сделало человека людей.
Как только человек и геномы шимпанзе были расшифрованы приблизительно десятилетие назад, они поняли, что могли теперь начать точно определять молекулярные подкрепления нашего большого мозга, бипедализма, изменил диету и другие черты, сделавшие наши разновидности настолько успешными. К 2008 почти две дюжины компьютеризированных сравнений человека и геномов обезьяны придумали сотни частей ДНК, которая могла бы быть важной. Но редко имейте исследователей, сделанных следующие шаги, чтобы попытаться доказать, что часть ДНК действительно имела значение в человеческом развитии. «Вы могли вообразить [их роли], но они были просто видом ‘именно так’ историй”, говорит Грег Рей, эволюционный биолог в Университете Дюка в Дареме, Северная Каролина.
Wray особенно интересуется сегментами ДНК, названными усилителями, управляющими деятельностью генов поблизости. Он и аспирант Герцога Ломэкс Бойд просмотрели геномные базы данных и расчесали научную литературу для усилителей, отличавшихся между людьми и шимпанзе и которые были близкими генами, играющими роль в мозгу. Больше чем из 100 кандидатов их и Герцога нейробиолог развития Дебра Сильвер проверила полдюжина. Они сначала вставили каждый усилитель в эмбриональных мышей, чтобы учиться, включал ли он действительно гены.
Тогда для HARE5, самый активный усилитель в области мозга назвал кору, они сделали минигены, содержащие или шимпанзе или человеческую версию усилителя связанный с геном «репортера», заставившим развивающийся эмбрион мыши становиться синим везде, где усилитель включил ген. Мозги развития эмбрионов стали синими раньше и по более широкому пространству, если они несли человеческую версию усилителя, Сильвер, Wray, и их коллеги сообщают онлайн сегодня в Текущей Биологии.
Исследователи решили, что HARE5, вероятно, управляет геном под названием Завитые 8, который является частью молекулярного пути, важного в мозговом развитии. Их дальнейшие исследования показали, что человеческая версия усилителя вызывает клетки, предназначенные для становления невроцитами для деления более часто, таким образом обеспечив больший из водоема клеток, становящихся частью коры.
В результате эмбрионы, несущие человеческий HARE5, имеют мозги, которые на 12% больше, чем мозги мышей, несущих версию шимпанзе усилителя. Silver и Wray планируют проверить этих мышей, чтобы видеть, сделали ли большие мозги их немного более умными.«Они нашли дымящееся оружие в геноме человека, соединяющем регулирующий элемент с предложенным путем для увеличения мозгового размера», говорит Тодд Преусс, нейроанатом в Национальном Научно-исследовательском центре Примата Yerkes в Атланте, не связанный с работой.Но он; генетик Эван Эйчлер из университета Вашингтона, Сиэтла; и другие указывают, что существует больше, чтобы быть сделанным.
Несколько исследователей волнуются, что более обширные исследования необходимы для прибивания этого, результаты HARE5 не случайно. Они хотели бы видеть Серебро, и ее коллеги заменяют мышь HARE5 человеком и шимпанзе HARE5 — подвиг, который группа Герцога должна все же преуспеть в том, чтобы делать.
Несмотря на это, Eichler доволен, сколько бригада Герцога изучила до сих пор. И, Рей говорит, учитывая растущую способность исследователей изучить усилители и другую ДНК у мышей, “мое предположение, существуют, вероятно, другие истории как это в работах”.