Исследователи установили, что возраст генетического механизма, несущего ответственность за формирование человеческого мозгового ствола, составляет как минимум 500 млн лет. Выяснилось, что он является общим для всех без исключения позвоночных животных – от морской миноги, сохранившейся практически без изменений с палеозоя, до современных людей. Такое открытие сделали специалисты Института медицинских исследований Стоуэрса (США).
фото: contextus.hu
Ученые избрали для исследований именно морских миног, поскольку они относятся к реликтовым животным. Эти древние существа возникли как минимум 300 млн лет назад, когда до появления динозавров на Земле впереди оставалось много десятков миллионов лет. У морских миног и людей были общие предки приблизительно 500 млн лет назад. В настоящее время эти животные ведут паразитарный образ жизни, впиваясь зубастым ртом-присоской в больших рыб. У них полностью отсутствуют челюсти, как и костная ткань, которую заменяет пластичная хорда.
Исходя из особенностей строения тела морских миног, ученые ранее предполагали, что их мозг устроен совершенно иначе, чем у позвоночных, в число которых входят люди и большая часть видов, обитающих на суше и воздухе. Однако после завершения сравнительного исследования оказалось, что они были неправы.
«Данное исследование, по существу, представляет собой окошко в далекое прошлое и позволяет лучше понять, как происходило развитие сложных организмов. Мы старались установить, каким образом эволюционировал мозг позвоночных и имеют ли челюстноротые виды что-то такое, чего были лишены бесчелюстные животные», – сообщили авторы статьи.
У человеческого эмбриона специалисты задним мозгом именуют отдел развивающегося мозга, откуда вырастают варолиев мост (обеспечивает взаимодействие спинного и головного мозга) и мозжечок (обеспечивает координацию движений, регулирование мышечного тонуса, а также поддержание равновесия).
Приступая к работе, исследователи уже имели информацию о том, что гены, ответственные за разделение отделов задней части мозга и его структурирование у морской миноги, совпадают с генами, осуществляющими данные функции у эмбрионов остальных позвоночных животных, в том числе людей. Однако они не представляли, как функционирует вся цепочка, составным элементом которой выступают данные гены и от которой зависит, правильно ли сформируется задняя часть мозга.
«Нам удалось установить, что задний мозг развивается у морской миноги при участии не просто одинаковых генов, но и одинакового биохимического сигнала. Это дает основания сделать предположение, что данный процесс не отличается у всех позвоночных видов», – сказала ведущий автор научного исследования Элис Бедуа.
Данный молекулярный сигнал – ретиноевая кислота – представляет собой метаболит витамина А. То, что у людей и прочих сложных видов животных ретиноевая кислота управляет генетическим алгоритмом создания заднего мозга, было известно уже давно. Однако до произведенного Бедуа с ее коллегами исследования ученые полагали, что она не принимает участия в построении этого органа у примитивных животных, включая морских миног.
Ученые считают поразительным то, что цепочка формировании заднего мозга людей активизируется тем же биохимическим соединением, что и у морской миноги. Отсюда следует вывод, что между челюстноротыми и бесчелюстными видами существует более тесная связь, чем считалось ранее. Кроме того, если формирование задней части мозга у них происходит столь сходным образом, то надо искать иные объяснения столь богатому разнообразию видов хордовых.
Теперь ученым предстоит установить, когда впервые возник механизм, осуществляющий управление построением заднего мозга на генетическом уровне.
