На прошлой неделе исследователи расширили размер мозга мыши путем предоставления грызунам части ДНК человека. Теперь другая бригада возглавила тот подвиг, точно определив человеческий ген, не только выращивающий мозг мыши, но также и дающий ему отличительные сгибы, найденные в мозгах примата. Работа предполагает, что ученые наконец начинают распутывать некоторые эволюционные шаги, повысившие познавательные энергии наших разновидностей.
“Это исследование представляет главный этап в нашем понимании появления развития человеческой уникальности”, говорит Виктор Боррелл Франко, нейробиолог в Институте Нейронаук в Аликанте, Испания, кто не был связан с работой.Новое исследование началось, когда Вилэнд Хуттнер, нейробиолог развития в Макс.
Планке Институте Молекулярной Клеточной биологии и Генетики в Дрездене, Германия и его коллегах начал близко исследовать прерванную человеческую эмбриональную ткань и эмбриональных мышей. “Мы в частности хотели выяснить, какие гены активны во время развития коры, части мозга, значительно расширенного в людях и других приматах по сравнению с грызунами”, говорит Марта Флорио, аспирант Хуттнера, выполнивший главную часть работы.Это было более твердо, чем это звучало. Строительство коры требует нескольких видов стартовых клеток или исходных клеток.
Исходные клетки делятся и иногда специализируются в другие типы «промежуточных» исходных клеток, в свою очередь делящих и формирующих нейроны, составляющие мозговую ткань. Для изучения, какие гены активны в двух разновидностях бригада сначала должна была развить способ выделить различные типы корковых исходных клеток.
После месяцев работы исследователи наконец наталкиваются на раствор. Они добавили отличительные флуоресцентные признаки к исходным клеткам, таким образом, они могли изолировать каждый тип корковой клетки. Тогда они рассмотрели активные гены в каждой разновидности исходной клетки. Человеческая ткань имела 56 генов что их коллеги мыши, в которых испытывают недостаток, найденная бригада.
Тот, который был самым активным в делении человеческих эмбриональных исходных клеток, уже был ARHGAP11B, геном под подозрением за помощь человеческому развитию.Несколько лет назад другая группа обнаружила, что этот ген возник после того, как предковый ген сделал неполную копию из себя. Поскольку у людей была дополнительная версия, тогда как шимпанзе не сделали, они пришли к заключению, что дублирование произошло после человека и отделенных происхождений шимпанзе. Ни у мышей, ни шимпанзе нет ARHGAP11B, но современные люди и их древние родственники, Denisovans и Neandertals, делают. “То, что это была человечески-определенная дупликация гена, сделал его очень захватывающим”, говорит Хуттнер.
После того, как их генетическое сравнение человека и мышей выдвинуло на первый план тот же ген, он и его коллеги решили поместить ARHGAP11B в развивающихся мышей. Число исходных клеток коры, почти удвоенных у животных и их мозгов иногда, развивало сгибы, сообщают исследователи онлайн сегодня в Науке. Сгибы не замечены у мышей, но найдены у приматов. Исследователи далее обнаружили, что вставленный ген заставляет некоторые ранние камеры ствола мозга мыши заставлять больше промежуточных исходных клеток, чем животные обычно иметь.
Кроме того, те промежуточные звенья, делившиеся более часто, чем нормальный прежде, чем начать преобразовывать в нейроны. Эти различные результаты в конечном счете увеличили размер мозга мыши.
Результат “подчеркивает вероятность, что этот ген был действительно важен во время развития млекопитающих для дизайна нового мозгового, большего и более сложного”, говорит Боррель Франко. Скорее всего, он добавляет, что существует больше генов, также вовлеченных в этот дизайн, ждущий, чтобы быть обнаруженными.