Регуляция специфических нейронных генов человека – означает развитие человеческого интеллекта
Новое
исследование, опубликованное в открытом доступе в журнале «Биология
PLOS» идентифицировало сотни малых областей генома, которые уникально
регулируются в человеческих нейронах. Эти регуляторные различия отличают
нас от других приматов, включая обычных и человекообразных обезьян, и
поскольку нейроны являются ядром наших уникальных познавательных
способностей, эти особенности могут, в конечном счете, содержать ключ к
нашему интеллектуальному мастерству. А также они могут контролировать
нашу потенциальную уязвимость к широкому диапазону «специфических
человеческих» заболеваний, начиная от аутизма и заканчивая болезнью
Альцгеймера.
Исследование, характеристикой которого было
отделение в геноме человеческих нейронов от их нечеловеческих копий,
было задачей, до последнего времени требующей значительных усилий. Геном
приматов включает миллиарды пар оснований (основных строительных
звеньев ДНК), и одно только сравнение между человеческими геномами и
геномами шимпанзе показывает до 40 миллионов различий. Большинство из
них, как полагают, просто отражают случайное «генетическое отклонение» в
процессе эволюции. Таким образом, сложной задачей было идентифицировать
малый набор изменений, которые имели функционально важные последствия,
поскольку они могли бы помочь объяснить геномную основу появления
функций нейронов, специфичных для человека.
Ключ к данному
исследованию, возглавляемому доктором Шэхрэмом Акбэриэном из
Университета Массачусетса и медицинского факультета Маунт Синай, не
должен был сосредоточиться на «письмах» взятых из кода ДНК. Скорее он
должен был сфокусироваться на том, что можно было бы назвать его
«шрифтом» или «отпечатком» — ДНК нитями генома в белковой оболочке для
создания волокон хроматина. А тот путь, которым они обволакиваются, или
«хроматиновое состояние», в свою очередь отражает регулирующее состояние
данной области генома (например, то включен ли данный ген или
выключен). Это — область, которую биологи называют «эпигенетикой» —
исследованием «эпигенома».
Доктор Акбэриэн и коллеги намеревались
выделять малые отрывки хроматиновых волокон из лобной коры головного
мозга — области мозга, вовлеченной в сложные познавательные действия.
Они были в состоянии проанализировать эти отрезки на наличие химических
сигналов (метилирование гистона), которые определяют регуляторное
состояние (вклвыкл) хроматина. Результаты их анализа идентифицировали
сотни областей по всему геному, который показал явно отличную структуру
хроматина в нейронах людей, как детей, так и взрослых, по сравнению с
шимпанзе и макаками.
Этот найденный клад из коротких областей
генома, теперь обеспечивает исследователей интересным примером чего-то
нового, включенным в развитие мозга человека. Хотя некоторые из областей
остались неизмененными со времени развития приматов, некоторые
изменились сравнительно недавно, имея последовательности ДНК, которые
уникальны для людей и наших близких исчезнувших форм, неандертальцев и
денизованцев. Исследование также раскрыло примеры, когда несколько из
этих регулирующих ДНК областей физически взаимодействуют друг с другом в
клеточном ядре, несмотря на то, что они отделены сотнями тысяч пар
оснований на линейном геноме. Этот феномен «перекручивающегося
хроматина», вовлечен в контролирование экспрессии соседних генов,
включая несколько из них с критической ролью в развитии мозга человека.
Исследование,
вышедшее из лабораторий, базирующихся в Соединенных Штатах, Швейцарии и
России, привлекает дальнейшее внимание к роли эпигенетики и эпигенома в
нашей биологии и нашем развитии. Потому доктор Акбэриэн отмечает, что
много чего о человеческой биологии и заболеваниях не может быть выведено
простым упорядочением генома. Картирование эпигенома нейронов и других
клеток поможет нам лучше понять внутреннюю работу нашего головного
мозга, и то откуда мы пришли.
Источник: medicalnewstoday.com
Исследователи из Института науки Вейцмана в Израиле выявили дрожжи, которые можно использовать для предотвращения инвазивного кандидоза, основной причины смерти госпитализированных пациентов и пациентов с ослабленным иммунитетом. Исследование, недавно опубликованное в Журнале экспериментальной медицины (JEM), показывает, что новые дрожжи безвредно живут в кишечнике мышей и людей и могут вытеснять дрожжи, ответственные за кандидоз, Candida albicans. Микробы…
Недавние исследования выявили решающую роль метилирования ДНК в черепно-лицевом развитии, открывая путь к предотвращению расщелины губы и неба путем понимания воздействия окружающей среды на генетическую экспрессию. Расщелина губы и неба — наиболее распространенные черепно-лицевые врожденные дефекты у человека, ежегодно поражающие более 175 000 новорожденных во всем мире. Тем не менее, несмотря на десятилетия исследований, до…
Исследователи из Университета штата Мичиган разгадали загадку менее изученной структуры сперматозоида, известной как цитоплазматическая капля (ЦК). CD, характеризующийся увеличенной цитоплазмой — вязким желеобразным веществом, инкапсулированным клеточной мембраной, — расположен рядом с головкой сперматозоида, особенно на его шейке. Это явление наблюдается у всех млекопитающих, включая человека. Эта новая генетическая модель является первой в своем роде. Как…
Исследование показывает, что блокирование белка PD-L2 в стареющих раковых клетках после химиотерапии повышает способность иммунной системы разрушать эти клетки, потенциально повышая эффективность химиотерапии против рака. Лечение рака, включая химиотерапию, помимо уничтожения большого количества опухолевых клеток, также приводит к образованию стареющих опухолевых клеток (также называемых «клетками зомби»). Хотя стареющие клетки не размножаются, они, к сожалению, создают…
Переход от продуктов животного происхождения к продуктам растительного происхождения, независимо от того, считаются ли эти продукты растительного происхождения здоровыми или вредными согласно индексу растительной диеты, приводит к снижению веса у людей с избыточным весом, снижает потребление холестерина и жиров, а также увеличивает потребление клетчатки. Согласно новому анализу Комитета врачей за ответственную медицину, опубликованному в Европейском…
