Ген роста костей оказался ответственным за высшие мозговые функции человека
© Nick Harris/Flickr
Нейробиологи из Гарвардской медицинской школы выяснили, что ген, участвующий в регуляции роста костей и метаболизме в мышцах, оказался вовлеченным в когнитивные процессы у человека и некоторых приматов. Исследование опубликовано в журнале Nature.
В своей работе ученые показали, что ген OSTN (кодирующий пептид остеокрин), найденный в скелетной мышечной ткани и играющий большую роль в работе мышц и регуляции роста костей, задействуется в работе мозга приматов и человека, но абсолютно не участвует в работе мозга мышей. Нейробиологи выяснили это, измеряя концентрацию РНК — маркера активности генов — в мозговых клетках крыс, мышей, приматов и человека.
Затем ученые в лабораторных условиях химически стимулировали клетки мозга грызунов, приматов и человека, активизируя тем самым ген OSTN, который усиливал экспрессию остеакрина (что демонстрирует его роль в сенсорном восприятии). Нейробиологи обнаружили, что активность гена была максимальной в эволюционно новых областях коры головного мозга (неокортексе), ответственных за высшие мозговые функции, а в других областях мозга его активность была гораздо ниже. Исследователи сравнили концентрацию остеокрина с концентрацией другого белка, BDNF (нейротрофического фактора мозга), функция которого — поддерживать развитие нейронов в мозге. В то время как BDNF присутствовал практически во всех областях мозга, уровень остеокрина был высоким в неокортексе, височной и затылочной долях коры головного мозга, которые участвуют в памяти, обучении и обработке аудио-визуальной информации.
Нейробиологи обнаружили, что энхансер гена (последовательность ДНК, улучшающая работу гена) OSTN под названием MEF2 был малоактивен у грызунов, но активен у человека и приматов, что, скорее всего, определяло разную экспрессию гена OSTN. По словам ученых, мутации в MEF2 могут способствовать развитию умственной отсталости и нервных расстройств у человека.
Исследователи подчеркивают, что остеокрин у людей был найден в неокортексе — области коры головного мозга, которая отвечает за высшие нервные функции. Это указывает на важную роль этого гена в эволюции мозга человека и приматов. По словам нейробиологов, их работа демонстрирует то, как практически одинаковый набор генов отвечает за различные функции у разных организмов.