Ген, который подарил людям большие мозги

Биологи из Дюкского университета (США) под руководством профессора Грегори Врэя (Gregory Wray) обнаружили один из ключевых генов, который помог мозгу человека в процессе эволюции стать таким большим — это ген HARE5. Подробная статья по этому поводу вышла в журнале Current Biology, кратко суть открытия излагается в пресс-релизе американского университета.

HARE5 — ген-энхансер, то есть он служит «спусковым крючком», активирующим другие гены, которые как раз и отвечают за тот или иной генетически запрограммированный процесс в организме. Чтобы обнаружить этот ключевой ген, биологи из США изучили 106 различных генов человеческой ДНК и выделили группу из 6 генов-энхансеров, которые оказались самыми вероятными кандидатами на ключевую роль в процессе роста мозга. Они были названы HARE (human-accelerated regulatory enhancers, то есть «форсированные у людей гены-энхансеры»).

HARE5 изначально считался фаворитом, поскольку находится рядом с геном Frizzled8, который, как уже было известно к тому моменту, играет большую роль в развитии мозга и некоторых его болезней. И действительно, исследование показало, что HARE5 еще больше сближается с Frizzled8 на самых начальных этапах развития мозга, когда прогениторы (клетки — предшественники нейронов) бурно делятся и мозг зародыша таким образом быстро увеличивается в размерах.

Интересно, что у человека и шимпанзе ген HARE5 отличается всего 16 «буквами». Однако эта небольшая разница, как мы видим, имеет огромный и важный эффект.

Чтобы проверить свои выводы, ученые из Дюкского университета ввели человеческий ген HARE5 эмбрионам мышей. Результат — мозг грызунов стал больше на 12%. Стали ли они при этом действительно умнее, покажут дальнейшие опыты того же научного коллектива.

Американские ученые также собираются разобраться в том, какое влияние оказывают на развитие мозга другие гены, из группы HARE и не только. «То, что мы пока обнаружили — это только маленький кусочек генетической основы того, почему мы имеем большой мозг, — говорит профессор Врэй. — На самом деле, это показывает, насколько сложными должны быть эти механизмы».

Однако и уже полученные результаты полезны: они могут помочь в лечении различных заболеваний мозга, таких как болезнь Альцгеймера или аутизм.

Недавно портал Научная Россия уже писал о генах-энхансерах — в новости об открытии генетиков из японского института RIKEN и международного научного проекта FANTOM5, которые смогли разобраться в едином механизме развития всех клеток млекопитающих. Оказалось, что первый этап такого развития, который как раз заключается в активации энхансеров, длится всего 15 минут.