Ученые считают, что нашли ключ к пониманию того, почему человеческий мозг больше и сложнее, чем мозг других животных.

(ucdenver.edu)

Мозг человека, с его непревзойденными когнитивными способностями, эволюционировал очень быстро.

«Мы хотели получить ответ на вопрос, почему», – рассказывает о своей работе профессор Джеймс Сикела (James Sikela), PhD, возглавлявший международную исследовательскую группу, в которую входили ученые Школы медицины Университета Колорадо (University of Colorado School of Medicine), Медицинского колледжа Бэйлора (Baylor College of Medicine) и Национального института психического здоровья (National Institutes of Mental Health). «Размер и когнитивные способности человеческого мозга отличают нас от животных. Но как же это произошло?»

По мнению исследователей, то, что вызвало эволюционное увеличение размеров человеческого мозга, в частности, объема серого вещества, вполне может быть отдельно взятым структурным блоком одного из белков – белковым доменом, – который встречается в геноме человека гораздо чаще, чем в геноме других биологических видов.

Белковый домен, о котором идет речь, – DUF1220. В человеческом геноме закодировано более 270 его копий, что гораздо больше, чем у других видов. Чем ближе вид к человеку, тем больше в его геноме копий DUF1220. Имея 125 копий, шимпанзе ближе всех подошли к человеку. Гориллы являются обладателями 99, мартышки – 30, а мыши – всего 1 копии DUF1220.

«…чем больше копий DUF1220 в геноме, тем больше мозг. И это верно как для различных видов, так и для человеческой популяции», – поясняет Сикела.

Профессор Сикела и его коллеги связали DUF1220 и с нарушением функций головного мозга. В частности, оказалось, что меньшее количество DUF1220 ассоциировано с микроцефалией – патологическим уменьшением размеров мозга, а большее количество этого белкового домена – с обратным явлением (макроцефалией).

Результаты исследования опубликованы в интернет-издании журнала The American Journal of Human Genetics. К своим выводам ученые пришли на основании сравнения геномов человека и многих видов животных, а также ДНК людей с микро- и макроцефалией и представителей здоровой части населения.

«Главный вывод состоит в том, что размер мозга может в значительной степени определяться количеством копий белкового домена», – заключает профессор Сикела. «Это открытие дает новые инструменты для диагностики заболеваний, связанных с размером мозга. В более широком смысле оно указывает на новый способ изучения человеческого мозга и резкого увеличения его размеров и способностей за такой, с точки зрения эволюции, короткий промежуток времени».

Аннотация к статье

DUF1220-Domain Copy Number Implicated in Human Brain-Size Pathology and Evolution