Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • БиоМолТекст-18
  • Vitacoin

Мыши с человеческим «геном речи» запищали басом

Ген речи не разговорил мышей
Пётр Смирнов, «Газета.Ru»

Несмотря на разнообразные трюки, которые умеют проделывать лабораторные мыши, ученые всё пытаются расширить арсенал фокусов своих подопечных. Сверхвыносливые, сверхсильные, сверхбыстрые, сверхустойчивые или, наоборот, сверхвосприимчивые к самым опасным заболеваниям – на этом список генетически приобретенных по воле учёных способностей не ограничивается.

Вольфганг Энард из лейпцигского Института эволюционной антропологии имени Макса Планка и его коллеги поставили перед собой практически неразрешимую задачу – научить мышей говорить. Ну или хотя бы пересадить мышам человеческую версию гена речи Foxp2.

У мышей, да и других зверей, в том числе и приматов, этот ген, а точнее, последовательность ДНК, кодирующая транскрипционный фактор Foxp2, тоже есть, но отличается от человеческой двумя точечными мутациями. Считается, что именно эти мутации дали человеку уникальную способность как говорить, так и различать речь. В оценках возраста этой мутации ученые расходятся – от 100 до 500 тысяч лет. Вопрос возраста и эволюции Foxp2 стал даже чуть ли не главной темой в обсуждении расшифрованного недавно генома неандертальцев.

Однако эффекты этого транскрипционного фактора пока остаются непонятными. Очевидно, что такой сложный процесс, как речь, не может обеспечиваться всего лишь одним геном, необходимо соответствующее строение дыхательных путей и голосовых связок. Кроме того, головной мозг и орган слуха должны быть способны эту самую речь воспринимать и различать. Foxp2 как нельзя лучше подходит на роль «регулятора» – ведь это транскрипционный фактор, регулирующий работу самых разнообразных генов (каких – до конца неизвестно). То есть одной мутации в гене Foxp2 достаточно, чтобы изменить строение, свойства и функции одновременно в нескольких тканях – будь то нервная или дыхательная система.


Foxp2 стал «геном речи» относительно недавно: в конце прошлого века выяснилось, что именно его мутации – причина врожденных дефектов восприятия речи. А вот механизм действия, равно как и все функции этого фактора, до сегодняшнего дня оставались неизвестными. Забегая вперед, скажем, что и после работы Энарда осталось много вопросов, хотя ученым и удалось описать эффекты человеческой версии Foxp2 на мышах. Авторы публикации в Cell, перечисление которых вместе с институтами заняло всю первую страницу статьи, попытались ответить сразу на два вопроса: какова роль Foxp2 в целом и в чем отличие эффектов человеческого Foxp2 от мышиного.

Для этого им пришлось сначала вывести мышей гетерозиготных по этому гену – Foxp2wt/ko (wild type/knockout), то есть один вариант этого гена был «диким» – мышиным, а второй – выключен совсем. В дополнение к этой группе ученые получили и мышей Foxp2hum/hum (human), у которых в обеих позициях стоял человеческий вариант гена. После чего Энард и коллеги, среди которых был и «главный специалист» по геному неандертальца Сванте Пеэбо, оценили мышей почти по трём сотням физиологических критериев.

«Очеловеченные» мыши так и не научились говорить и даже отличались меньшей секрецией дофамина и угасшим исследовательским энтузиазмом, зато издавали количественно отличающиеся ультразвуки.

Отсутствие же одной копии гена приводило к абсолютно противоположному эффекту, что лишний раз доказывает роль человеческой версии Foxp2 во всех наблюдаемых феноменах. Причина этих отличий – в базальных ядрах конечного мозга. Именно здесь происходит перенаправление сигналов от коры больших полушарий к мышцам, и здесь же «замыкаются» многие рефлексы. Снижение активности в поиске и изучении новых объектов объясняется низким уровнем дофамина – медиатора удовольствия, стимулирующего к подобному поведению.

Что же касается главной темы для обсуждения – влияния на речь, то здесь большая часть отличий оказалась незначимой, хотя авторы и смогли найти небольшую разницу: «гуманизированные» мыши оказались склонны издавать больше отдельных звуков и использовали для этого меньшие пиковые частоты по сравнению с нокаутными по одному из генов. Впрочем, это демонстрирует лишь роль конкретной человеческой версии, а не Foxp2 в целом.

Судя по всему, Foxp2 оказывает наибольшее воздействие на распознавание речи и звуков, а так же на центральную регуляцию речи. Самое интересное так и не научившиеся говорить при жизни мыши рассказали учёным уже после препарирования: у «очеловеченных» мышей средняя длина коротких отростков нервных клеток – дендритов – оказалась на 22% больше.

Это способствует образованию большего количества контактов между клетками, а следовательно, и более эффективной работе нервной системы и, в частности, слухового анализатора.

Тем самым Энард в очередной раз подтвердил тот факт, что эволюция в рамках такой совершенной группы, как звери, шла в основном благодаря транскрипционным факторам, а не генам в привычном понимании этого слова. Осталось ещё поискать Foxp2 у попугаев, и вопрос о его роли будет окончательно разрешен.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru/
01.06.2009

Читать статьи по темам:

генетически модифицированные животные мозг нейроны Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Мыши-мутанты не становятся наркоманами

Мыши-мутанты, уже знакомые с действием наркотика, проявляли меньше упорства в попытках добыть новую дозу, чем оказавшиеся в такой же ситуации обычные мыши.

читать

Светящиеся обезьяны: продолжение следует

Генетически модифицированные обезьянки и их потомство пока просто светятся зелёным цветом, но учёные надеются уже скоро моделировать на них человеческие болезни и испытывать новые лекарства от них.

читать

Мышиные гены и человеческие болезни

Международный коллектив биологов завершил реконструкцию генетического кода мыши. Ученые заявили о том, что 75% генов мыши совпадают с человеческими. Это позволит создать новые инструменты для изучения различных заболеваний.

читать

Золотое молоко трансгенных мышей

Наши ученые совместно со специалистами из Белоруссии научились добывать из трансгенных мышей от 15 до 40 граммов человеческого лактоферрина на один литр молока. Это во много раз больше, чем у женщины-кормилицы. За рубежом в лучшем случае извлекают лишь полграмма на такой же объем продукта.

читать

Первые в мире трансгенные щенки светятся красным

Первый клонированный щенок родился в 2005 г., и собак с тех пор клонировали не раз, но теперь перед переносом ядра культуру фибробластов заражали модифицированным ретровирусом со встроенным геном красного флуоресцентного белка актинии. Пятеро светящихся собачек чувствуют себя хорошо и под ультрафиолетовой лампой светятся, как кремлёвские звёзды.

читать

100 лет лабораторной мыши

Первая инбредная линия мышей была получена в 1909 году. Джексоновская лаборатория по-прежнему остается лидером в выращивании лабораторных мышей: сейчас она ежегодно поставляет около двух миллионов животных в научные учреждения всего мира.

читать