Благодаря удвоению гена SRGAP2, случившемуся около 2,5 млн лет назад, человеческие нейроны получили возможность образовывать гораздо больше межклеточных контактов, что позволило усложнить архитектуру нейронных цепей в мозгу.

Сразу две статьи в журнале Cell посвящены новому гену, благодаря которому человек приобрёл необычайно развитый мозг. Ген, называющийся SRGAP2, присутствует в человеческом геноме в нескольких копиях. Как полагают исследователи, именно удвоение этого гена позволило нашим предкам выйти на новый уровень разумности.

Ферменты, копирующие ДНК, иногда ошибаются и вставляют в хромосому несколько копий одного и того же гена. Считается, что такие дубли составляют 5% человеческого генома. Предыдущие исследования Эвана Эйхлера с коллегами из Вашингтонского университета в Сиэтле (США) показали, что SRGAP2 существует в четырёх копиях. В новой статье учёные описывают их более детально. Все четыре варианта находятся в первой хромосоме, однако между копиями есть заметные различия. У всех не хватает кусочка исходного, «родительского» гена SRGAP2, и, по-видимому, только одна копия SRGAP2C может давать работающий белок. Эту работающую копию учёные нашли в каждом геноме, который они проанализировали, а всего было прочитано более 2 тыс. геномов. Столь обязательное присутствие SRGAP2C говорит о том, что он абсолютно необходим.

Можно, конечно, вспомнить, что человеческий геном уже лет десять как объявлен прочитанным, но, по словам авторов статьи, это было несколько преждевременным заявлением — учитывая, что до сих пор продолжают находить новые гены, играющие, очевидно, важнейшую роль в развитии и жизнедеятельности человеческого организма. Учёные прикинули возраст SRGAP2C и пришли к выводу, что он возник около 2,4 млн лет назад; примерно тогда же произошёл переход от австралопитеков к роду Homo, представители которого начали делать каменные орудия труда.

Человек отличается от обезьян и своих ископаемых «недочеловеческих» предков размером мозга. Однако, как пишут в другой статье исследователи из Института Скриппса (США), сам SRGAP2C вряд ли послужил причиной его увеличения. Зато этот ген вполне мог пробудить возможности уже увеличенного мозга. Когнитивные способности действительно зависят от числа нервных клеток: чем их больше, тем больше нервных цепей можно организовать. Но для этого нервные клетки должны уметь устанавливать между собой контакты. Ген SRGAP2C, пересаженный мышам, как раз помогает это делать — число нейронов в мозгу у таких мышей не увеличивается, однако на нервных клетках появляется гораздо больше дендритных шипиков, предшественников синапсов. Кроме того, у мышей, снабжённых «геном разумности», во время развития мозга нейроны быстрее мигрировали. Возможно, у предков человека скорость перемещения нейронов могла сыграть свою роль в совершенствовании архитектуры мозга.

Не в первый раз учёные находят «ген разумности» — человеческий мозг слишком сложная система, чтобы его формирование в эволюции зависело от одного главного гена. Но сейчас даже скептики признают, что у SRGAP2C есть все шансы удержать это высокое звание: в опубликованных статьях описывается не только эффект от работы этого гена, но и его возможная эволюционная история, сопоставленная с историей развития человека.

Подготовлено по материалам Института Скриппса и Nature News.

На фото череп самки Australopithecus africanus (Фото José Braga).

Источник: http://science.compulenta.ru/677548/