Почему у мышей уменьшился мозг

17 Jan 2022

В мозге у мышиных эмбрионов не работает молекулярный регулятор, помогающий стволовым клеткам активнее делиться.

Общее правило эволюции млекопитающих — это увеличение мозга. Однако нет правил без исключений: у некоторых групп зверей мозг вторично уменьшился. Например, у широконосых обезьян (или обезьян Нового света) и у грызунов мозг меньше, чем у предковых форм. То есть если восстановить эволюционную историю мышей, крыс и пр., их мозг должен быть больше, чем он есть сейчас — а он на самом деле меньше, причём настолько меньше, что кора полушарий у него гладкая, без борозд и извилин.

Если понять, почему у некоторых зверей мозг вторично уменьшился, это поможет выяснить другой вопрос: почему у млекопитающих мозг вообще увеличивался. Речь здесь идёт о молекулярно-генетических механизмах, которые оказались чувствительны к естественному отбору, благоприятствовавшему более «мозговитым» особям. Более крупный мозг означает, что в нём больше клеток, а если в нём больше клеток, значит, стволовые клетки, которые дают начало мозгу, во время эмбрионального развития работают особенно активно. Деление стволовых клеток и превращение их в специализированные клетки той или иной ткани зависит от определённых молекулярных сигналов. Эти сигнальные цепочки известны, и в таком случае можно поискать, что мешает им работать в развивающемся мозге у грызунов.

Исследователи из Высшего совета по научным исследованиям Испании пишут в Science Advances, что мозг у мышей уменьшился в эволюции оттого, что у них перестала работать регуляторная молекула MIR3607. Это одна из микрорегуляторных РНК (микроРНК) — так называют небольшие молекулы РНК, которые не кодируют никаких белков, но которые зато могут связываться с другими, большими белок-кодирующими РНК, тем самым заставляя их молчать. Заставить молчать в данном случае означает, что на «белковой» РНК, с которой связалась микроРНК, не могут работать белок-синтезирующие машины; белок не синтезируется, да и сама большая РНК довольно быстро распадается.

МикроРНК MIR3607 закодирована в ДНК, и её ген очень консервативен среди млекопитающих: последовательности MIR3607 у макак, людей, хорьков и мышей мало отличаются друг от друга. MIR3607 регулирует сигнальную цепочку, которая во время эмбрионального развития заставляет разрастаться кору мозга. Однако хотя у мышей и есть MIR3607, она у них не работает, то есть её ген неактивен, MIR3607 не появляется в клетках. Но если ген MIR3607 искусственно включить в мышином эмбрионе, в его мозге станет больше стволовых клеток, которые в перспективе должны дать зрелые нейроны. То же самое происходит и с человеческим мозговым органоидом — микроскопическим комплексом клеток, которые растут в питательной среде, формируя фрагмент мозга. Если MIR3607 в органоиде дополнительно активировали, стволовые клетки в нём делились сильнее.

Очевидно, микроРНК MIR3607 не даёт синтезироваться какому-то белку, который подавляет активность стволовых клеток. По какой-то причине грызунам в ходе эволюции понадобилось уменьшить свой мозг, и MIR3607 у них отключилась вообще (причины, кстати, могут быть разные; например, человеческий мозг тоже немного уменьшился — как считается, из-за развитой социальной жизни). Скорее всего, с MIR3607 связано и уменьшение мозга у широконосых обезьян, хотя это ещё предстоит проверить.

Механизмы, управляющие размером мозга у зверей, изучают давно, и уже ясно, что его размер зависит от многих генов. Однако в большинстве случаев в таких исследованиях в первую очередь обращают внимание на «белковые» гены — то есть такие, которые кодируют белки, регулирующие активность других генов и белков. В случае MIR3607 становится понятно, что не стоит пренебрегать «небелковыми» генами, кодирующими служебные молекулы РНК, притом что роль таких РНК в клетке, как становится всё более понятно в последнее время, чрезвычайно велика.

Источник: Наука и жизнь

Mar 01
Круглый стол РСМД и МИРНаС «Взгляды России и Турции на ситуацию в Центральной Азии»

1 марта 2022 г. в 13:30 Российский совет по международным делам (РСМД) совместно ...

Jan 20
Научная конференция «2022: тенденции, прогнозы, риски»

Фонд Горчакова совместно с Международным институтом развития научного сотрудниче ...

Jan 18
Научная конференция «2022: тенденции, прогнозы, риски»

Фонд Горчакова совместно с Международным институтом развития научного сотрудниче ...

Nov 17
VIII Евразийский экономический конгресс

Евразийский экономический конгресс ежегодно объединяет представителей делового и ...

Oct 28
Юбилейная конференция «Россия-Европа: актуальные проблемы международной журналистики» пройдёт в России

Десятую конференцию, посвящённую проблемам международной журналистики, примет Ка ...

Наши партнеры

Президиум

Profesor Name
Пономарева Елена Георгиевна

Президент Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Российский политолог, историк, публицист. Доктор политических наук, профессор МГИМО

Profesor Name
Ариф Асалыоглу

Генеральный директор Международного Института Развития Научного Сотрудничества

Profesor Name
Мейер Михаил Серафимович

Научный руководитель Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук. Профессор

Profesor Name
Наумкин Виталий Вячеславович

Председатель Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук, профессор, член-корреспондент РАН. Директор Института востоковедения РАН. Член научного совета Российского совета по международным делам.

Profesor Name
Мирзеханов Велихан Салманханович

Заместитель Председателя Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук. Профессор кафедры стран постсоветского зарубежья РГГУ, профессор факультета глобальных процессов МГУ им. М.В. Ломоносова.

Встреча российских и турецких молодых интеллектуалов