Эволюция разума: ученые раскрыли генетическую особенность человека

Международная команда исследователей под руководством Университета Торонто обнаружила более 100 генов, общих для мозга приматов, но эволюционно измененных исключительно у человека. Эти гены, возможно, являются ключом к нашим уникальным когнитивным способностям.

Группа, возглавляемая ассоциированным профессором Джесси Гиллисом из Центра клеточных и биомолекулярных исследований Доннелли и факультета физиологии медицинского факультета Темерти, обнаружила, что эти гены проявляются по-разному в мозгах людей по сравнению с таковыми у четырех наших родственников – шимпанзе, горилл, макак и мармозеток.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Ecology & Evolution, показывает, что сниженное селективное давление, или терпимость к мутациям, приводящим к потере функции, могло позволить этим генам развить более высокие когнитивные способности. Это исследование является частью глобальной инициативы атласа клеток человека , направленной на картографирование всех человеческих клеток для лучшего понимания здоровья и болезней.

Команда, включающая исследователей из Лаборатории Колд Спринг Харбор и Института мозга Аллена в США, создала карту мозга для каждого вида приматов на основе анализа отдельных клеток, что позволяет проводить более точное генетическое секвенирование, чем стандартные методы. Исследователи использовали данные BRAIN Initiative Cell Census Network , созданные из образцов, взятых из средней височной извилины мозга.

В итоге команда нашла 139 генов, общих для всех групп приматов, но значительно отличающихся в своем проявлении в мозгах людей. Эти гены обладают более сильной способностью выдерживать мутации без влияния на их функцию, что предполагает, что они могли эволюционировать при более слабом селективном давлении.

Высокие когнитивные функции человека могли быть результатом адаптивной эволюции клеток мозга человека к множеству менее угрожающих мутаций со временем. Стоит отметить, что около четверти генов, отличающихся у человека, связаны с различными расстройствами мозга.

Исследователи выявили гены, которые обнаруживаются в 57 типах мозговых клеток, группируемых по ингибиторным нейронам, возбуждающим нейронам и ненейронным клеткам. Четверть генов проявлялась по-разному только в нейронных клетках, известных как серое вещество, а половина - только в глиальных клетках, составляющих белое вещество.

Это исследование является частью инициативы BICCN по выявлению и каталогизации разнообразных типов клеток в мозгах людей и других видов. В 2021 году консорциум опубликовал всесторонний перепись типов клеток в первичной моторной коре мышей, обезьян и человека в журнале Nature. Инициатива проливает свет на эволюцию мозга, изучая нейротрансмиссию и коммуникацию на самом тонком уровне.