Исследователи внедрили уникальный для человека участок ДНК в геном мышей. В результате мозг животных стал больше на 6,5% по сравнению с обычными мышами. Такой эффект связан с ускорением деления стволовых клеток, из которых формируются нейроны. Работа опубликована в журнале Nature.

Речь идет об энхансере HARE5 — это короткий отрезок ДНК, отвечающий за активацию гена Fzd8, который регулирует развитие нервных клеток. Хотя такой участок есть у разных млекопитающих, именно у человека он претерпел значительные изменения после эволюционного разрыва с шимпанзе.

Чтобы проверить, как работает человеческий HARE5, ученые внедрили его в геном мышей. В результате у грызунов с этим вариантом энхансера объем мозга оказался на 6,5% больше, чем у тех, кто остался с «родной» версией. Рост был особенно заметен в нейральных стволовых клетках — из них позже формируются нейроны и другие клетки мозга. У животных с человеческим фрагментом ДНК деление таких клеток шло активнее, что привело к большему количеству нейронов.

Читайте также
Исследование: инъекции для похудения снижают риск развития рака

Для подтверждения результатов команда создала органоиды — упрощенные модели мозга в пробирке. Органоиды с HARE5 человека формировали больше радиальных глиальных клеток, чем аналоги с участком ДНК шимпанзе. Кроме того, клетки с человеческим вариантом выглядели более зрелыми. Дополнительно ученые сравнили версию HARE5 у людей, шимпанзе и мышей. Они выявили четыре мутации, усиливающие деление клеток, а также подтвердили, что именно этот участок активирует сигнальный путь, связанный с ростом нервной ткани.

Связь между увеличением мозга у мышей и когнитивными изменениями пока не установлена. Тем не менее, открытие может помочь глубже разобраться в развитии мозга человека и его отличиях от других видов. Также это может быть полезно для исследований в области неврологии и психиатрии.