6 декабря 2012

Регуляция специфических нейронных генов человека – означает развитие человеческого интеллекта

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



Апигенин снижает когнитивные нарушения в мышиной модели синдрома Дауна

У мышей, получавших апигенин, были лучшие показатели памяти и вехи развития. Согласно исследованию, проведенному учеными из Национального института здравоохранения и других учреждений, растительное соединение апигенин улучшило когнитивные нарушения и дефицит памяти, обычно наблюдаемые на мышах с синдромом Дауна. Апигенин содержится в цветках ромашки, петрушке, сельдерее, мяте перечной и цитрусовых. Исследователи скармливали соединение беременным мышам, несущим…

Как иммунная система обнаруживает скрытых «злоумышленников»?

Исследования, проведенные доцентом Техасского университета A&M Вонмуком Хвангом, привели к лучшему пониманию того, как компоненты иммунной системы организма находят вторгшиеся или поврежденные клетки, что может привести к новым подходам к лечению вирусов и рака. Хван, доцент кафедры биомедицинской инженерии Техасского университета A&M, написал об этом в статье, недавно опубликованной в журнале Proceedings of the National…

Прорыв в регенеративной стоматологии

Новые знания о клеточном составе и росте зубов могут ускорить развитие регенеративной стоматологии — биологической терапии поврежденных зубов, а также лечения чувствительности зубов. Исследование, проведенное учеными из Каролинского института, опубликовано в Nature Communications. Зубы развиваются в результате сложного процесса, в котором мягкие ткани с соединительной тканью, нервами и кровеносными сосудами соединяются с тремя различными типами…

Долгосрочные неврологические последствия COVID-19

Готов ли мир к волне неврологических последствий, которые могут возникнуть в результате COVID-19? Этот вопрос находится в авангарде исследований, проводимых в Институте неврологии и психического здоровья Флори. Команда нейробиологов и клиницистов изучает потенциальную связь между COVID-19 и повышенным риском болезни Паркинсона, а также меры, чтобы опередить кривую. «Хотя ученые все еще изучают, как вирус SARS-CoV-2…

Как генетика может повлиять на лечение COVID-19

За последние несколько месяцев в отношении ряда лекарств для лечения COVID-19 проводились исследования, при этом не было достоверно установленной безопасности или данных, подтверждающих эти утверждения. Однако некоторые из этих недоказанных методов лечения могут иметь скрытые генетические причины неэффективности и приводить к фатальным побочным эффектам, как это обнаруживается с гидроксихлорохином. Аспиранты Факультета фармацевтического колледжа Университета Миннесоты…