Молекулярные биологи создали первую в мире карту работы генов внутри мозга человека и обезьян. С ее помощью можно оценить активность каждого участка ДНК на уровне одиночных клеток. Об этом пишет пресс-служба Сколковского института науки и технологий со ссылкой на научный журнал Genome Research.

"Эти исследования помогут нам понять, как у человека возникло сознание. Раньше мы не могли разделить подобные эволюционные сдвиги, связанные как с изменением в составе клеток в разных областях мозга, так и с характером активности генов. Благодаря появлению технологии с разрешением в одну клетку мы смогли это сделать", – рассказала Екатерина Храмеева, один из авторов исследования.

Геномы человека и шимпанзе совпадают на 99%, однако мозг у людей и обезьян развивается совершенно по-разному и в старости страдает от разных проблем. Из-за этих различий ученые пока не могут использовать приматов для того, чтобы изучать различные болезни, и узнать, как человек научился членораздельно говорить и мыслить.

Храмеева и ее коллеги уже много лет пытаются получить ответ на этот вопрос. Они изучают, как работают различные гены в клетках мозга приматов и людей. Три года назад они сделали большой шаг к решению этой проблемы, получив первые данные о том, какие гены были активны в отдельных слоях коры и других отделах мозга человека и шимпанзе бонобо (Pan paniscus).

Генетика эволюции мозга

В своей новой работе ученые составили карту активности мозга на уровне отдельных нейронов и вспомогательных клеток. В общей сложности исследователи изучили 422 образца мозга, взятых из 33 различных мозговых регионов у человека, шимпанзе, макак и бонобо.

Из этих образцов биологи извлекли 88 тысяч отдельных клеток и проанализировали, насколько активны были отдельные гены внутри них. Для этого специалисты измеряли концентрацию так называемой матричной РНК – копий генов, которые клетка использует для того, чтобы производить белки и различные сигнальные молекулы.

Получив такие наборы данных для приматов и человека, ученые впервые смогли понять, какие области мозга Homo sapiens сильнее всего отличаются от аналогичных регионов нервной системы бонобо и макак. В их число входит кора больших полушарий, различные части мозжечка, а также гипоталамус, гормональный центр мозга.

Что интересно, на уровне отдельных клеток различий в работе генов в так называемых астроцитах и олигодендроцитах, вспомогательных тельцах мозга, значительно больше, чем в самих нейронах. Дальнейшее изучение и сопоставление этих клеток, как надеются исследователи, поможет узнать причину этого и понять, какую роль подобные изменения играли в эволюции человеческого интеллекта и сознания.

По материалам сайта ТАСС