Как неандертальская ДНК могла сформировать человеческий мозг

Несмотря на то что неандертальцы вымерли около 40 000 лет назад, некоторые их признаки сохранились у современных людей. Так, на форму мозга некоторых европейцев влияет ДНК неандертальца, полученная в результате скрещиваний десятки тысяч лет назад. Эти варианты ДНК, по-видимому, изменяют экспрессию генов таким образом, что мозг некоторых людей становится немного менее круглым и более похожим на удлиненные мозги неандертальцев. Тони Капра (Tony Capra), эволюционный генетик из Университета Вандербильта в Нэшвилле, с коллегами проанализировали результаты сканирования мозга 4468 европейцев и количественно оценили их общую округлость. Затем исследователи проверили, связаны ли какие-либо из примерно 50 000 вариантов неандертальских фрагментов ДНК, которые встречаются у некоторых современных людей, с разницей в форме их мозга и точно определили варианты двух генов (UBR4 и PHLPP1).

Варианты генов, приобретенные путем скрещивания, кажется, дают некоторым людям с Европейским происхождением более удлиненные мозги.

Ни один человек не имеет мозга неандертальца — но у некоторых есть намеки на его форму.

Мозг формы некоторых людей с Европейской родословной влияет на ДНК неандертальца, приобретенных путем скрещивания десятки тысяч лет назад, исследователи сообщают 13 декабря в текущих биологии1.

Эти варианты ДНК, кажется, влияют на экспрессию двух генов таким образом, чтобы сделать мозги некоторых людей немного менее круглыми, и больше похожи на удлиненные мозги неандертальцев.

” Это действительно тонкий сдвиг в общей округлости, - говорит член команды Филипп Гунц, палеоантрополог из Института эволюционной антропологии Макса планка в Лейпциге, Германия. - Я не думаю, что ты увидишь это невооруженным глазом. Это не те люди, которые будут выглядеть Неандертальцами.”

Варианты ДНК неандертальца изменяют экспрессию генов в областях мозга, участвующих в планировании, координации и изучении движений. Эти способности используются в речи и языке, но нет никаких признаков того, что НЕАНДЕРТАЛЬСКАЯ ДНК влияет на познание у современного человека.

Вместо этого, говорят исследователи, их открытие указывает на биологические изменения, которые, возможно, наделили человеческий мозг его отличной формой.

Изменение мозгов

Ранее в этом году, Ганс и двое его коллег установлено, что округлые формы мозга современного человека развились постепенно, достигая своего нынешнего облика от 35 000 до 100 000 лет назад2. В ранние человеческие окаменелости со всей Африки, датируемая около 200 000–300 000 лет назад, были большие, но вытянутые мозги. “Там действительно что-то происходит в мозге, которые меняются с течением времени в гомо сапиенс линии”, - говорит Ганс.

Учитывая, что мозги не хорошо окаменевают, глядя на то, как НЕАНДЕРТАЛЬСКАЯ ДНК влияет на биологию человека, является одним из единственных способов изучения различий между видами, говорит Тони Капра, эволюционный генетик в университете Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннесси. ” Мы никогда не сможем выкопать неандертальский мозг и сравнить его с нашим мозгом", - говорит он.

Таким образом, команда намеревалась определить варианты ДНК, которые способствовали округлению мозга человека. Они предположили, что некоторые неандертальские варианты, которые всех людей с евразийской родословной нести, может повлиять Х. сапиенс мозг и сделать его более вытянутым.

Они сначала проанализировали сканирование мозга от 4 468 человек Европейского происхождения и количественно оценили их общую округлость. Затем исследователи проверили, связан ли любой из около 50 000 вариантов ДНК неандертальцев, которые, как известно, происходят у некоторых современных людей, с различием в форме их мозга.

Они определили варианты около двух генов. Варианты не изменяют форму белков, которые кодируют эти гены, а, скорее, где в мозге они сделаны.

Неандерталец вариантов возле гена под названием UBR4, который имеет роль в принятии нейронов, уменьшить, что ген это выражение в глубоких структурах мозга, называемой базальные ганглии.

Люди с неандертальцем вариант возле гена под названием PHLPP1, который участвует в формировании жировой оболочки, которая изолирует нервы, обладают большей экспрессии этого гена в их мозжечки.

Важная функция

Cedric Boeckx, нейробиолог каталонского Института исследований и продвинутых исследований в Барселоне, Испания, заинтригован областями мозга, в которых изменяется экспрессия этих генов, которые ранее были связаны с человеческим познанием, и либо отсутствием, либо подавлением генов неандертальцев.

Например, в 2017 исследование показало, что экспрессия генов неандертальца, как правило, должны быть подавлены в базальных ганглиях и мозжечке3, предполагая, что человеческие варианты генов имеют важное значение для функции мозга.

Использование речи и инструментов также, вероятно, будет зависеть от изысканного контроля двигателя, подкрепленного этими регионами, отмечает Саймон Фишер, нейрогенетик Института Психолингвистики Макса планка в Неймегене, Нидерланды, который возглавил последнее исследование.

Фишер открыл ген, называемый на языке, гене FOXP2, который влияет на мозга в базальных ганглиях и мозжечке. Исследование в 2014 году обнаружили, что у FOXP2 заключается в значительную часть генома человека, которая содержится никаких неандертальских вариантов.Четыре

Тем не менее, исследователи говорят, что нет никаких доказательств того, что варианты, которые они идентифицировали в новом исследовании, влияют на язык или любую другую черту, кроме формы мозга.

И, как Фишер, так и Боэккс говорят, что многие другие гены, активные в разных частях мозга, вероятно, также влияют на округлость мозга. ” Мы не видим это как нечто, где это единственный ген, который волшебным образом изменил форму мозга", - говорит Фишер.

Затем его команда планирует искать больше вариантов, которые влияют на эту черту в британской базе данных Biobank, которая собирает данные сканирования мозга и генома для 100 000 человек. “Нам нужно найти больше этих генов", - говорит он.

doi: 10.1038 / d41586-018-07770-7

Источник: www.nature.com

Комментарии: