Почему человек такой разумный
Генетики узнали, чем отличается метаболизм клеток мозга людей и неандертальцев
Возможно, это отличие объясняет некоторые особенности Homo sapiens – например, высокий уровень интеллекта
У человека, в отличие от неандертальцев, есть мутация в гене ADSL, которая заметно влияет на метаболизм пуриновых соединений в клетках мозга. Результаты исследования опубликовал научный журнал eLife (Stepanova et al., Reduced purine biosynthesis in humans after their divergence from Neandertals).
«Несмотря на отсутствие ныне живущих неандертальцев, нам удалось определить метаболические особенности современных людей и подтвердить свои гипотезы на мышиных и клеточных моделях», – рассказала Вита Степанова, аспирант Сколковского института науки и технологий и один из авторов исследования.
Расшифровка генома неандертальцев, которую провели ученые во главе со Сванте Паабо, показала, что они оставили в ДНК человека примерно 2-4% своих генов. Ученые считают, что их часть помогла нашим предкам приспособиться к жизни на севере. Еще больше интереса у антропологов вызывают те гены, структура которых отличается у неандертальцев и кроманьонцев.
Если подобные различия найдутся, ученые смогут определить причину вымирания неандертальцев, а также узнать характерные отличительные черты поведения и анатомии наших предков и их соседей. В частности, год назад Паабо и его коллеги обнаружили, что у неандертальцев была необычно развитая мускулатура и пониженный болевой порог.
В своей новой работе Паабо и его коллеги, среди которых и Вита Степанова, открыли еще одну черту, которая различает Homo neanderthalensis от Homo sapiens. Они изучали, как различается метаболизм мышц, почек и мозга людей, шимпанзе, макак и мышей на уровне отдельных клеток.
Внимание ученых привлекли различия в работе гена ADSL. В нем есть уникальная для человека мутация, которой генетики не нашли у других приматов, грызунов и неандертальцев. Этот участок генома отвечает за сборку одноименного фермента, участвующий в синтезе различных молекул, которые содержат в себе пурин – азотистое соединение, лежащее в основании аденина и гуанина, двух ключевых «букв» ДНК.
Паабо, Степанова и их коллеги обнаружили в человеческой версии ADSL мутацию A429V. Предположительно она уменьшала стабильность фермента и, соответственно, снижала концентрацию пуриновых соединений в клетках мозга Homo sapiens. Генетики проверили, так ли это на самом деле, вставив человеческую и неандертальскую версию ADSL в геном мышей.
Дальнейшие наблюдения показали, что при появлении человеческой версии ADSL в геноме нейроны грызунов действительно начали производить значительно меньше соединений пурина, тогда как неандертальская вариация этого гена не повлияла на метаболизм мозга мышей.
Паабо и его коллеги предполагают, что эта мутация играла важную роль в развитии уникальных человеческих способностей, в том числе высокого уровня интеллекта. В пользу этого, в частности, говорит то, что сбои в метаболизме пуринов в клетках мозга часто приводят к появлению тяжелых нарушений интеллектуального развития.
Дальнейшие опыты на животных и изучение геномов современных и древних людей, как надеются ученые, дадут окончательный ответ на этот вопрос и помогут узнать, как именно различались интеллектуальные способности неандертальцев и кроманьонцев.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru