» » Ген речи FOXP2 обзаводится помощниками

Ген речи FOXP2 обзаводится помощниками


Ген речи FOXP2 обзаводится помощниками

Микки Маус произносит человеческим голосом свою знаменитую речь “I Dream of Having”. Выходит, что гены человеческой речи вполне можно изучать на мышах, чем и воспользовались американские нейробиологи. Фото с сайта uncyclopedia.wikia.com


Работа американских нейробиологов представляет разносторонее исследование гена SRPX2, который помимо прочего экспрессируется в гиппокампе. Роль этого гена, как выяснилось из результатов экспериментов на мышах и культурах мышиных и человеческих нейронов, заключается в регуляции плотности возбуждающих синапсов и дендритных шипиков в тех отделах мозга, которые связаны с речевой активностью. Этот ген регулируется геном FOXP2 — известным «геном речи», и это неизбежно включает SRPX2 в список «ответственных за речь». Действительно, мышата с дефектным геном SRPX2 реже и хуже пользуются голосовыми призывами.

К гену FOXP2 ученые в последнее десятилетие проявляют особый интерес: это один из немногих человеческих белок-кодирующих генов, который отличается от аналогичного гена у шимпанзе. Как было показано, этот ген быстро эволюционировал после отделения людей от обезьяньих предков (см. новость Будут ли расшифрованы генетические основы разума?, «Элементы», 09.10.2006), и его мутации ассоциируются с нарушениями речи и отклонениями в умственном развитии. Естественно, что FOXP2 был назначен в главные «гены человечности», так как речь — это очевидное прогрессивное приобретение человека.

Генетические и биоинформационные исследования позволили обрисовать обширный круг регуляторных «обязанностей» FOXP2. Как выяснилось, он регулирует многие метаболические каскады нервных клеток (см. новость Ген речи FOXP2 оказался регулятором высокого уровня, «Элементы», 18.11.2009). Некоторые из генов-мишеней эволюционировали уже после разделения ветвей неандертальцев с денисовцами с одной стороны и современного человека с другой; к таким «обновленным генам», например, относятся ADSL и CNTNAP2 (см. Геном денисовского человека отсеквенирован с высокой точностью, «Элементы», 06.09.2012).

Позже были выполнены и другие исследования на культурах нервных клеток, которые расширили список генных мишеней FOXP2. Одна из таких работ связывает ген SRPX2 с FOXP2 (см.: Roll et al., 2010. Molecular networks implicated in speech-related disorders: FOXP2 regulates the SRPX2/uPAR complex). Мутации гена SRPX2, помимо прочего, сопровождаются умственной отсталостью и полимикрогирией — нарушениями строения мозга. В новом исследовании команда американских ученых из Фридмановского института мозга и Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса не только подтвердила эта связь, но и показала, какую именно работу в нервных клетках выполняет этот ген SRPX2.

Ученые работали с культурами нервных клеток человека и мыши. Их первоначальная задача заключалась в определении генов, которые экспрессируются при формировании синапсов. Среди других генов им встретился и SRPX2, к нему стоило присмотреться внимательнее. Оказалось, что сверхэкспрессия SRPX2 увеличивает активность возбуждающих синапсов (конкретнее, увеличивается плотность везикул глутаматных трансмиттеров) и число дендритных шипиков. При этом он не влияет на активность тормозящих синапсов. Если заблокировать SRPX2 с помощью специфичной микроРНК, то никакого эффекта не будет. В культурах с мутантным геном плотность возбуждающих синапсов оказалась сильно понижена. Всё это еще надежнее доказывает влияние этого гена на формирование возбуждающих синапсов. Кроме того, у мышей ген SRPX2 экспрессируется интенсивнее у молодых особей, чем у взрослых, что тоже косвенно указывает на его важную роль при формировании нервных связей.

Другая серия экспериментов призвана была подтвердить связь SRPX2 с FOXP2. Активизация FOXP2 приводила к снижению активности SRPX2: как выяснилось, FOXP2 связывается с промотором SRPX2, останавливая, таким образом, его считывание. Ну и красивым завершением работы стали опыты на мышатах со встроенным человеческим геном SRPX2. Мышатам заблокировали с помощью специфичной микро-РНК ген SRPX2. В результате мышата лишились голоса: они стали реже, чем их нормальные собратья, призывать писком отлучившуюся мать. Конечно, это мышиная модель, а не человек, но всё же опыты ясно указывают, что ген SRPX2 связан с вокализацией и что он регулируется, а точнее, ингибируется FOXP2. И как тут не вспомнить другое исследование, показавшее, что у птиц во время пения снижается уровень FOXP2? Так что, возможно, что и птичья модель окажется полезной. Но, так или иначе, совершенно ясно, насколько перспективно данное исследование. Ведь оно подводит нас к видимому краю огромной загадки под названием «человеческая речь».

Такие работы представляют собой микрошажки на пути к познанию работы мозга, животного и человеческого, а значит, на пути к познанию природы человека. Это путь долгий, кропотливый и дорогостоящий. Но зато надежный.

Источник: G. M. Sia, R. L. Clem, R. L. Huganir. The Human Language-Associated Gene SRPX2 Regulates Synapse Formation and Vocalization in Mice // Science. 2013. V. 342. P. 987.

Елена Наймарк


05 октябрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

В патогенезе болезни Альцгеймера участвует иммунный белок

Сплошь да рядом случается, что у какого-нибудь белка с хорошо известными функциями обнаруживается совершенно не связанная с этими функциями и неожиданная активность. Недавно выяснилось, что один из

Вирус, встроившийся в геном наших предков, влияет на работу мозга

Российские ученые показали, что один из 133 эндогенных ретровирусов, встроившихся в наш геном после разделения эволюционных линий человека и шимпанзе, подвергся «молекулярному одомашниванию» и теперь

Геном химеры помог понять происхождение костей

Расшифрован ядерный геном химеры Callorhinchus milii, представителя хрящевых рыб. Ученые выделили три важных следствия из сравнения нового генома с известными данными. Во-первых, химеры оказались

Для успешного размножения мышам достаточно из Y-хромосомы всего двух генов

Исследователи из Гавайского университета продемонстрировали, что половые клетки самцов мышей, имеющих лишь два гена из всей Y-хромосомы, можно успешно использовать для искусственного оплодотворения.
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Камеры заднего видаКалькулятор тарифов Яндекс на таксиОсновные преимущества керамической плиткиАвтосвет, нюансы ремонта и обслуживанияЭкстрасенсы помогают следствию в раскрытии преступленийВьетнамские дети попрыгали через мертвую змею вместо скакалкиНа реке Генхе в Китае появился редкий вращающийся ледяной дискСамостоятельные путешествия, что важно знать