Перейти к основному содержанию
Прямой эфир
Главный слайд
Начало статьи
Половой нейрон: отличие мужчин от женщин нашлось в клетках мозга
2019-06-03 18:19:42">
2019-06-03 18:19:42
Озвучить текст
Выделить главное
вкл
выкл

Учеными обнаружен ген, который включен в клетках мозга у одних людей и полностью отключен у других. Его активация, как выяснили российские исследователи, связана с мутацией, встречающейся у 3% населения Евразии. Позже стало понятно, что основная функция этого гена связана в первую очередь с мужским организмом — обычно он отвечает за выработку половых клеток. Однако дальнейший анализ данных выявил, что найденный учеными отрезок ДНК попадает в участок генома, ответственный за способности к математике. Это объясняет, почему редко встречающийся математический талант чаще обнаруживают все-таки у мужчин.

Редкий экземпляр

Исследование было проведено сотрудниками лаборатории эволюционной геномики Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова и медицинской школы Массачусетского университета.

Как рассказал «Известиям» профессор Евгений Рогаев, новый ген был обнаружен при исследовании нейронов.

— Нас интересовал особый отдел мозга человека — участки префронтального кортекса, которые ответственны за абстрактное мышление, сознание и социальное поведение человека, — пояснил он. — Активность большей части генов в нейронах мозга одинакова у взрослых людей. Но у ряда генов нам удалось выявить количественные различия: у одних людей активность выше, а у других ниже. Более того, было обнаружено и несколько особых генов, сигналы в которых отличались у мужчин и женщин.

мозги люди врачи студенты гены рассматривают мужские женские человеческие
Фото: РИА Новости/Виталий Аньков

Во время работы ученые столкнулись с фактом, который особенно их заинтересовал. Раньше они находили лишь разницу в активации генов. Теперь же был обнаружен ген, который включен в клетках мозга у одних людей и полностью отключен у других. Позже стало понятно, что его функция связана в первую очередь с мужским организмом. Оказалось, что ген специфически активизирован в тестикулах и не работает в других тканях.

Дальнейшие эксперименты показали: эта мутация встречается с частотой около 3% в европейских и азиатских популяциях. Исследователи предположили, что найденный ген может быть связан с одной из психических болезней, однако при анализе больших данных генетических ассоциаций никакой явной связи с заболеваниями вроде шизофрении или биполярного расстройства найдено не было.

В 2018 году были опубликованы две масштабные зарубежные работы о связи генов с математическими способностями и успехами в школе. В одной из работ приводилась выборка в миллион человек. При анализе этих данных российские ученые неожиданно установили, что найденный ими ген, показывающий необычную активацию в мозге, находится в одном из участков генома, который как раз ассоциирован и с математическими способностями, и с интеллектом.

ДНК-«флейта»

Неожиданным результатом этой работы стало также обнаружение серии новых, не описанных ранее генов. Для того чтобы их открыть, был применен метод анализа так называемого открытого хроматина.

Хроматин — это «упаковка», в которую погружена свернутая ДНК. Внутри нее располагаются похожие на бусинки белки (гистоны), вокруг которых она и накручена. Для того чтобы тот или иной фрагмент ДНК заработал, то есть гены стали активными, нужно, чтобы к ней был открыт доступ нужных ферментов. Это можно сравнить с устройством флейты, которая молчит, пока закрыты все клапаны и отсутствует поток воздуха. Роль клапана в ДНК играет открытый хроматин. Он — и механизм, и эпигенетический маркер активности гена одновременно.

Именно по тому, какой «клапан» открыт, можно понять, какой ген в ДНК активен, а какой молчит.

— Есть такая методика: мы можем преципитировать (осадить) в пробирке нужный нам участок хроматина вместе с ДНК, — пояснил Евгений Рогаев. — В пробирке остаются только участки с активными генами. Таким образом мы получаем карту сигналов, показывающих начало всех активных генов в геноме в клетках данной ткани (в нашем случае нейронов мозга) для каждого человека. С помощью этой методики был найден как «математический ген», так и другие участки, для которых гены неизвестны, а сигналы активации есть.

Посчитав участки активации, ученые выявили не менее 1,5 тыс. генов, существование которых на данный момент не было установлено. Большая часть их относится к так называемой некодирующей РНК, которая, по всей видимости, выполняет регуляторную роль в клетках мозга.

1,5 тыс. новых генов

Важность этой работы не только в том, что ученые обнаружили 1,5 тыс. новых генов, но и в том, что они привели доказательства их реальности с использованием комплексного подхода, отметил ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, профессор Техасского А&М университета (США) и Гёттингенского университета (Германия) Константин Крутовский.

— Долгое время на так называемые некодирующие участки генома ученые вообще не обращали внимания, потому что не знали, в чем их функция, — сообщил эксперт. — А потом поняли, что они содержат множество генов, играющих колоссальную роль в регуляции активности генов — их включении и выключении. То есть в каком-то смысле эти гены тоже кодируют определенную функцию. Найденные 1,5 тыс. генов — большое достижение. И главное, что ученые в данной работе не только нашли их, но и доказали, что они действительно работают, подтвердили их функциональность, доказали, что это не артефакт.

ученые врачи исследуют мозг ран
Фото: РИА Новости/Виталий Аньков

Важность исследования подтвердила «Известиям» ведущий научный сотрудник лаборатории анализа генома Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН Светлана Боринская. По ее словам, открытие новых генов и половых различий в их работе помогут понять молекулярные основы формирования психики и психических нарушений.

— Главное достижение ученых в том, что исследованы именно гены, проявляющие себя в нейронах префронтальной коры. Теперь понятно, почему в работе головного мозга разных людей есть отличия. Некоторые из открытых белков связаны с интеллектом, — добавила она. — Также найдены некоторые отличия по работе генов, видимо, связанные с психическими заболеваниями (шизофрения и аутизм). Показано, что мужчины и женщины отличается по активности некоторых генов. Такое различие в работе генов может объяснять, почему некоторые психические нарушения чаще встречается у одного или другого пола.

Сейчас ученые продолжают работу по исследованию эпигенетической регуляции генов, прежде всего для того, чтобы повернуть вспять процесс старения и научиться справляться с такими заболеваниями, как шизофрения и болезнь Альцгеймера.

Автор цитаты

Эпигенетика — это бурно развивающееся в последние годы направление современной науки. В переводе с греческого приставка «эпи-» означает «над», «выше», «поверх». То есть эпигенетика — это некая «система», работающая сверх генетики и отвечающая на активность генов. Она «командует» генами в ответ на внешние стимулы, такие как питание, эмоциональные стрессы или физические нагрузки.

Исследования последних лет показали, что здоровье и поведение человека могут в значительной степени зависеть от того, в каких условиях происходило его развитие. Выявлено также, что эпигенетические модификации могут передаваться и последующим поколениям. Раньше подобная возможность наукой отрицалась.

Загрузка...