Ученые Еврейского университета показали, что на основе анализа ДНК, собранной в ископаемых скелетных останках, можно восстановить работу несохранившихся генов мозга древних людей.
Работа опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution.
На сегодня собраны и прочитаны многие ДНК древних людей. В основном это ДНК костных тканей. Ученых, конечно, очень интересует, как развивался мозг, особенно нейроны префронтальной коры, но ткани мозга не сохранились.
Команда ученых, возглавляемая доктором Йоавом Матовым, предложила неожиданный подход к исследованию «потерянных» генов.
Работу всех генов в клетках организма регулируют эпигенетические изменения ДНК (так называемое метилирование). Эпигенетика определяет, какие гены работают в конкретной клетке. Ученые показали, что, если есть ДНК клеток костных тканей, можно по «аналогии», с высокой вероятностью определить, как работали гены в несохранившихся нейронах мозга.
Ученые исследовали клетки костных тканей современного человека, древнего человека и шимпанзе. Ученые сумели на эпигенетике ДНК костной ткани современного человека и шимпанзе обучить алгоритм, который восстановил эпигенетику нейронов префронтальной коры. В частности, это касается работы, так называемого «олдувайского домена». Это участок гена, который многократно повторяется в геноме человека. Количество копий этого домена коррелирует с размером мозга, когнитивными способностями, эволюционными изменениями, отличающими человека от других приматов. Команда добилась точности прогнозирования метилирования ДНК (эпигенетических маркеров) в различных тканях до 92%.
После обучения и тестирования ученые предложили алгоритму восстановить эпигенетику несохранившихся нейронов префронтальной коры древнего человека. Алгоритм выявил более 1850 участков в нейронах префронтальной коры, которые связаны с генами, имеющими решающее значение для развития мозга
Доктор Матов говорит: «Это может привести к более глубокому пониманию эволюционных сил, сформировавших человеческий мозг и другие жизненно важные органы».
Исследование открывает путь к новому пониманию роли эпигенетических изменений в эволюции человека и развитии сложных нейронных функций.
Иллюстрация: nplus1
https://www.newsru.co.il/science_hitech/24nov2024/dna_methylation.html
