Vedci zistili genetické rozdiely medzi ľuďmi a inými cicavcami

Vedci zistili genetické rozdiely medzi ľuďmi a inými cicavcami
Vedci zistili genetické rozdiely medzi ľuďmi a inými cicavcami
Anonim

Americkí biológovia zistili, že v zónach zrýchleného vývoja - oblastiach ľudského genómu, ktoré sa výrazne líšia od podobných segmentov v genóme iných cicavcov - sú koncentrované predovšetkým gény, ktoré určujú evolučný vývoj mozgu. Výsledky výskumu sú publikované v časopise Neuron.

V ľudskom genóme je viac ako tri tisíce oblastí, ktoré silne odlišujú ľudí od ostatných cicavcov vrátane primátov. Genetici ich nazývajú zónami zrýchleného vývoja u ľudí alebo HAR (Human accelerated areas).

Vedci z Harvardskej univerzity spolu s kolegami z iných univerzít a ústavov v USA vykonali systematickú analýzu všetkých 3171 predtým identifikovaných oblastí HAR a skúmali úlohu týchto oblastí pri regulácii génov v bunkách a tkanivách rôznych typov u ľudí. a myši. Výsledky ukázali, že viac ako polovica z nich zohrala dôležitú úlohu v zrýchlenom vývoji ľudského mozgu.

"Čo nás robí ľuďmi? Toto je pravdepodobne jedna z najzaujímavejších otázok v oblasti neurovedy," uviedol v tlačovej správe riaditeľ štúdie Christopher Walsh z Harvardskej univerzity a Allen Center for the Evolution of the Human Brain at Harvard Medical School. Čím sa odlišuje ľudský mozog z iných príbuzných mozgov? Skúmanie zón zrýchleného vývoja u ľudí nám poskytlo cielený spôsob štúdia tejto otázky z genetického hľadiska. “

Predtým bolo známe, že mnohé HAR fungujú ako regulátory génovej expresie v mozgu, ale vedci vedeli veľmi málo o tom, v akých typoch mozgových buniek pracujú a v akom čase počas života človeka sa zapínajú.

„Našim cieľom bolo vyplniť medzery vo vedomostiach o tom, ktoré HAR zohrávajú kľúčovú úlohu v mozgu a ktoré, vykonať najdôležitejšie HAR v mozgu a vykonať hlbšie testy ich evolučnej funkcie,“vysvetľuje ďalšia autorka štúdie. Ellen DeGennaro je člen katedry genetiky a genomiky na Harvardskej lekárskej fakulte.

Na splnenie tejto výzvy vyvinul Walsh a jeho kolegovia nový aplikovaný prístup s názvom CaptureMPRA, založený na molekulárnej inverzii cielených sekvencií HAR a ich okolitej DNA na základe sondy.

Potom identifikovali dôležité rozdiely vo funkciách podobných oblastí genómu medzi ľuďmi a šimpanzmi. Kombináciou týchto zistení s epigenetickými údajmi o HAR v nervových bunkách ľudského plodu autori identifikovali HAR, ktoré hrajú dôležitú úlohu v riadení vývoja ľudského mozgu.

Ukázalo sa, že mnohé HAR skutočne pôsobia ako zosilňovače vývoja nervového systému a zistenia naznačujú, že keďže sa tieto ľudské sekvencie odlišujú od sekvencií iných cicavcov, ich úloha ako zosilňovačov neurónov sa zvyšovala.

"Naša práca predstavuje dôležitý krok vpred v štúdiu mnohých oblastí genómu naraz. Pomáha nám zostaviť veľmi komplexný, ale presvedčivý obraz o vývoji ľudského mozgu," hovorí Walsh.

Výsledky štúdie ukazujú, že evolúcia ľudského mozgu zahŕňala zmeny v desiatkach a dokonca stovkách oblastí genómu, a nie iba v jednom kľúčovom géne.

Odporúča: