• Tuesday July 16,2019

Nájdené: gény za veľkými ľudskými mozgami

Anonim

S novým dvojicou štúdií o niekoľkých génoch jedinečných rodu Homo urobili vedci veľký krok k vyriešeniu jednej z najdôležitejších otázok o našom vývoji - prečo a ako sa ľudský mozog dostal tak veľký.

Pochopenie toho, prečo sa Homo mozog stal výrazne väčším ako šedá hmota akéhokoľvek iného primáta, bola dominantnou otázkou v tejto oblasti, odkedy sme prvýkrát obrátili naše veľké ľudské mozgy na tému vývoja.

Len za posledný týždeň oddelené tímy výskumníkov vydali modely environmentálnych podmienok, ktoré mohli viesť k tomu, že naše predkovia sa mozgom viac ako trojnásobne zvýšili za posledných 3 až 4 milióny rokov.

Na základe rôznych matematických modelov jeden tím uzavrel ekologické výzvy - najpravdepodobnejším faktorom bolo nájdenie jedla, vyhýbanie sa predátorom a jednoducho zostať nažive. Druhý tím v papierovej verzii, ktorá vyšla včera, naznačila, že hlavným dôvodom nášho výbuchu v oblasti inteligencie je pravdepodobne kolaboratívne, kooperatívne správanie vrátane tých, ktoré spĺňajú ekologické výzvy.

Tieto modely nám môžu poskytnúť lepšiu predstavu o tom, prečo stále väčšie mozgy poskytovali evolučnú výhodu, ale otázka, ako sa ľudský mozog dostal väčší zostal nepolapiteľný.

Až do dnešného dňa.

Dynamické duo dokumentov sa zameriava na genetické variácie unikátne pre rod Homo, ktoré sa zdajú vysvetliť, ako náš mozog boomed. Štúdie sledujú evolučnú históriu špecifických génov a odhaľujú sériu zmien, ktoré v konečnom dôsledku viedli k veľkým ľudským mozgom.

Tento príbeh o vedeckom sleutingu začína, ako to často robí výskum, s ovocnou muškou.

Notch-o mama

Genetici sa už nejaký čas zaujímali v rodine génov Notch, ktorá sa najprv všimla u ovocných mušiek, zviera bežne používaného vo výskume. Rodina dostane svoje meno, pretože určitá mutácia v ňom vedie, áno, vŕbové krídla v nešťastnej ovocnej múre.

Samotná rodina Notch je však rozhodujúca pre väčšinu živých vecí. Gény zohrávajú kľúčovú úlohu vo vývoji embrya: v podstate produkujú proteíny, ktoré hovoria, že kmeňové bunky sa v konkrétnych časoch premenili na neuróny alebo iné typy buniek.

Cicavce vo všeobecnosti majú štyri Notch gény (NOTCH1, NOTCH2 atď.) A výskumníci sa vybrali na niektoré podivné veci, ktoré sa dejú s našimi génmi NOTCH2.

Ukázalo sa, že pred miliónmi rokov, spoločným predkom človeka, šimpanzmi a gorillami sa dostalo niečo extra. Konkrétne bola časť génu NOTCH2 chybne duplikovaná, ako napríklad skok na rekord alebo poškodenie v matici.

Duplikovaná časť sa stala nefunkčným pseudogénom, niekedy nepresne nazývaným nevyžiadanou DNA. Bolo to kus genetického kódu, ktorý skutočne nič neurobil, ale bol odovzdaný po generáciách: stále ho možno nájsť v šimpanzoch a gorilí. (Nie je to vidieť u orangutanov, čo hovorí výskumníkom, že genetická udalosť nastala potom, ako sa ich predkovia rozpadli na svoju vlastnú evolučnú cestu pred približne 14 miliónmi rokov.)

U ľudí, keď sa naša linka oddelila od šimpanzov pred 6 miliónmi rokov, sa stalo niečo iné s týmto chybným kusom NOTCH2. Ďalšie časti pôvodného segmentu NOTCH2 sa na ňom omylom prilepili a vrátili ho späť do funkčného génu, ktorý sa potom duplikoval so štyrmi variáciami. Tieto variácie, ktoré sa vyskytujú iba v rode Homo, sa nazývajú gény NOTCH2NL.

Jednoduché ako A, B, C

Jeden zo štyroch Homo- ONLY génov NOTCH2NL je ďalší nefunkčný pseudogén. Ale ostatné tri - NOTCH2NLA, NOTCH2NLB a NOTCH2NLC - produkujú vylepšené verzie originálnych proteínov NOTCH2. Tieto proteíny sú osobitne zapojené do premeny nervových kmeňových buniek na kortikálne neuróny, vnútorné vnútorné vrstvy mozgu nie sú zamýšľané.

Čo výskumníci zistili, že tri pracovné variácie NOTCH2NL spôsobili nárast počtu nervových kmeňových buniek, ale spomalenie ich zrenia do kortikálnych neurónov. Výsledok? Oneskorenie dozrievania buniek, ale v konečnom dôsledku oveľa viac neurónov v neokorteze - epicentru pokročilých kognitívnych funkcií v ľudskom mozgu - keď nakoniec vyspeli.

Gény NOTCH2NL, inými slovami, sa javia ako priamo spojené s tým, že spôsobujú, že charakteristickým znakom ľudského mozgu: Trvajú dlhšie, aby sa zrel, ale tiež sa zväčšujú v porovnaní s veľkosťou tela ako mozog iných cicavcov.

Autori upozorňujú, že aj keď sa zdá, že odhalili kľúčový mechanizmus, je to len jeden z niekoľkých faktorov, ktoré prispievajú k vývoju ľudského mozgu.

Výskumní pracovníci sa pozreli aj do starých genómov dvoch neandertálcov a jedného Denisovana a hneď, našli aktívne variácie NOTCH2NL. To by nemalo byť veľkým prekvapením, keďže najvýraznejší nárast veľkosti mozgu v našej línii sa vyskytol pred viac ako tromi miliónmi rokmi pred posledným spoločným predkom. Neandertálci mali podobné mozgy ako naše, aj keď s určitými organizačnými rozdielmi.

(Denisovci sú takmer úplne známi zo svojej starodávnej DNA, nemáme žiadny lebkový materiál na určenie ich objemu mozgu.)

Teraz pre zlé správy.

Tieto druhy chýb v genóme zvierat nie sú nezvyčajné. V skutočnosti sú v každej dlhej sekvencii opakujúcich sa kódov DNA spoločné. Dnes sa odlišné mutácie v tom istom susedstve (chromozomálne) ako gény NOTCH2NL spájajú s mnohými stavmi vrátane autizmu, mikrocefalie a schizofrénie.

Je možné, že rovnaká závada v genetickej matici, ktorá spôsobila, že ľudské mozgy sú oveľa väčšie, mohli tiež destabilizovať tú časť našej DNA a vytvoriť tak príležitosť na vznik niektorých neurologických porúch.

Pár štúdií, jeden zameraný na evolučnú históriu skupiny génov NOTCH2NL a druhý na jeho úlohu vo vývoji, sa dnes objavujú v bunke .


Zaujímavé Články

Je čas na nový astronomický meradol?

Je čas na nový astronomický meradol?

Kliknite na článok o priestore na Objavte a pravdepodobne sa dostanete k meraniu z hľadiska svetelných rokov, slnečných hmôt, astronomických jednotiek alebo arcminutes. Tieto jednotky sú jedinečné pre astronómiu a všetky môžu byť vyjadrené v zmysle ďalších, základnejších jednotiek, ako sú napríklad metre, gramy a stupne. V článku zverejnenom 1.

Marcový vedecký kalendár

Marcový vedecký kalendár

V marci môžete navštíviť Everglades a zistiť stratenú civilizáciu. A tiež aligátori. NPS Photo / J Roark Celý mesiac: Darujte krv na počesť mesiaca Červeného kríža. Každé dve sekundy, niekto v USA potrebuje krv podľa amerického Červeného kríža. Odhaduje sa, že 38 percent populácie je oprávnených poskytnúť, ale menej než 10 percent skutočne tak urobí. 1. marec: Nové múzeum WaterWorks

Aktualizácia: Doteraz neidentifikované čierne čierne ID č

Aktualizácia: Doteraz neidentifikované čierne čierne ID č

Pred niekoľkými dňami sme napísali o tajomnej čiernej kvapky, ktorá pláva na pobreží Aljašky. Vtedy odborníci neboli schopní zistiť, od čoho bolo vyrobené. Nové informácie však skončia špekuláciám: Úrady tvrdia, že je to obrovské rozmazanie rias, ako niektorí komentátori predpokladajú, že sa predošlý príspevok vyslovil. Prehľady TIME: Vypuknutie rias

Nezvratné neandertálci: Štúdia hovorí, že ich zuby vykazujú dôkaz o stravovacích zariadeniach

Nezvratné neandertálci: Štúdia hovorí, že ich zuby vykazujú dôkaz o stravovacích zariadeniach

Neandertálci si užívali nejakú rôznorodosť stravy? Štúdia z tohto týždňového zboru Národnej akadémie vied tvrdí, že prináša viac dôkazov o tom, že títo hominíci jedli širokú škálu diét, vrátane varených obilnín a tráv, a nie stravu mäsa, mäsa a mäsa viac mäsa. Amanda Henry predtým urobila vec; v apríli 2008 uviedla, že mikrofosílie rastlinného materiálu sa nachádzajú v plaku obnovených neandertálskych zubov. Teraz hovorí, že jej tím našiel viac stôp o

Váš opaľovací krém robí anorexiu rýb

Váš opaľovací krém robí anorexiu rýb

Nekonečné častice v našich kozmetických výrobkoch, liekoch a spracovaných potravinách sa dostávajú do potokov a oceánov. Tam sa stávajú úplne novou skupinou potravín pre ryby a iný vodný život. Hoci sa s nimi zaobchádza ako neškodné, nanočastice, ktoré sa pridávajú do stravy rýb, ich môžu úplne odložiť. Nanočastice vyrobené človekom

Ako potlačiť chuť do jedla s jediným hormonom

Ako potlačiť chuť do jedla s jediným hormonom

Experimenty na nervovom okruhu, ktoré sú skryté v tajomnej časti mozgu, môžu odhaliť nové spôsoby kontroly hladu, tvrdí nová štúdia. Vzhľadom na dôležitú úlohu, ktorú zohráva potravina pri prežití, nie je prekvapujúce, že vedci už objavili veľa oblastí mozgu spojených s jedlom. Napríklad hlad môže spúšťa