Биологи раскрыли еще один секрет превращения обезьяны в человека
Международная группа биологов описала то, что отличает нас от обезьян на уровне генов. Как и следовало ожидать, дело не столько в генах как таковых, сколько в механизмах регуляции их активности.
Полный текст исследования, проведенного специалистами из США, России и Швейцарии представлен в журнале PLoS Biology. Исследователей интересовало не просто то, какие места в нашей ДНК отличаются от генома шимпанзе или орангутанга - ученым было важнее то, как нервные клетки префронтальной коры регулируют активность генов. Потому что именно управление активностью генов играет важнейшую роль в жизни клеток и этот тезис можно подтвердить простым сопоставлением тех же нейронов с, например, клетками костной ткани, остеоцитами. Совершенно разные по внешнему виду и функциям клетки имеют абсолютно одинаковый генотип, они отличаются лишь тем, какие гены работают, экспрессируются, а какие молчат. Если изменение активности генов может превратить один тип клеток в другой, то почему бы не предположить и возможность перестройки мозга обезьяны в мозг человека за счет схожих изменений?
О том, что подобное предположение заслуживает серьезного внимания, в последнее время говорят многие специалисты. И новая работа подтверждает - специфика человеческого мозга связана со спецификой механизмов управления генами. Ученым удалось найти сотни участков ДНК, которые уникальны по сравнению с геномом шимпанзе и орангутангов, но которые при этом сами не связаны с кодированием белков. Это участки, которые ответственны за взаимодействие с хромосомным белком, хроматином.
ДНК - мы посвятим один абзац изложению вошедших во все современные учебники фактов - не просто плавает в ядре клетке, а окружена молекулами белка. Эти молекулы могут немного меняться химическим путем и после модификации прилегающие фрагменты ДНК выключаются, расположенные в этом месте гены больше не активны, с них не считывается РНК и клетка не может синтезировать кодируемые выключенными генами белки.
Обнаружение специфических участков, которых нет у обезьян и которые при этом связаны с регуляцией работы генов, само по себе было бы достойно упоминания в научной прессе. Но это еще не все. Исследователям удалось продемонстрировать то, что эти ключевые для управления сложной генетической системой фрагменты еще и стянуты друг к другу, невзирая на весьма внушительное расстояние вдоль нити ДНК. То есть в ядре клетки ДНК не просто свернута по принципу "лишь бы влезло, главнее поплотнее", а уложена определенным образом, так, что бы нужные места оказались рядом друг с другом. А еще ученые выяснили, что эволюционный отбор таких фрагментов продолжается, по всей видимости, и в наши дни. По крайней мере, можно уверенно говорить о том, что даже самые ближайшие наши родственники, неандертальцы и "денисовцы" (обнаруженный несколько лет назад на Алтае ранее неизвестный вид Homo) от нас заметно отличались.
Значение открытия переооценить сложно - мы переходим от простой схемы "мутации - новые белки - новые функции" к гораздо более сложной. Белки и гены остаются те же, меняются регулирующие активность генов механизмы: ученые уже не пытаются сравнить две последовательности нуклеотидов "в лоб" и выявить "гены превращения обезьяны в человека", а разбираются в том, как и почему поменялась сложнейшая система создания мозга из нескольких эмбриональных клеток.
