1546
Людськоспецифічний ген SRGAP2 може пояснити, чому ключові клітини мозку дозрівають настільки повільно та як цей ритм розвитку пов’язаний з формуванням унікальних когнітивних здібностей людини. Про це йдеться в роботі дослідників Колумбійського інституту Цукермана, на яку повідомляє SciTechDaily.
Мікроглія — це найчисленніші імунні клітини мозку. Вони захищають від інфекцій, прибирають пошкоджені нейрони та допомагають формувати нейронні мережі під час розвитку. Команда з лабораторії Франка Полле (Franck Polleux) показала, що людська мікроглія, так само як і нейрони, дозріває значно повільніше, ніж у інших тварин: у мишей цей процес триває близько трьох тижнів, тоді як у людей — від чотирьох до восьми років.
Людськоспецифічний ген у центрі уваги
Лабораторія Полле більше 15 років вивчає SRGAP2 — один із кількох десятків генів, копії яких з’явилися лише в людини. Мета цих досліджень — зрозуміти генетичні зміни, що зробили людський мозок відмінним від мозку інших видів.
У попередніх роботах було показано, що людськоспецифічні копії SRGAP2 збільшують кількість синапсів — контактів, через які нейрони обмінюються сигналами. Вони також уповільнюють дозрівання цих синапсів. Обидві риси характерні для людських нейронів і відрізняють їх від нейронів інших ссавців.
Триваліший розвиток призводить до формування нейронів із більш щільними й міцними зв’язками з оточенням, що підсилює здатність обробляти та зберігати інформацію. Нові експерименти показали, що вплив SRGAP2 не обмежується лише нейронами.
SRGAP2 у мікроглії та повільне дозрівання
Карлос Діас-Салазар (Carlos Diaz-Salazar), провідний автор дослідження, виявив, що людськоспецифічні копії SRGAP2 у мікроглії майже вдесятеро численніші, ніж у нейронах. Це поставило перед науковцями запитання, чому саме цей ген настільки активний в імунних клітинах мозку.
За останні два десятиліття уявлення про мікроглію суттєво змінилися. Окрім боротьби з інфекціями та відновлення ушкоджених тканин, вона бере важливу участь у побудові мозку, що розвивається. Мікроглія становить приблизно 5–10% усіх клітин мозку, а під час розвитку визначає, які синапси нейрони збережуть, а які — буде вилучено. Вона також може змінювати чутливість синапсів у нейронних мережах.
Експерименти з використанням мишей та людських клітин показали, що людськоспецифічні копії SRGAP2 істотно подовжують розвиток мікроглії. Якщо у мишей ці клітини дозрівають приблизно за три тижні, то у людини на це потрібно від чотирьох до восьми років.
За словами дослідників, цей ген допомагає контролювати «темп розвитку» нейронів, а еволюція також обрала його для регуляції розвитку мікроглії, яка критично важлива для формування нейронних мереж. Таким чином, ці два типи клітин залишаються синхронізованими під час тривалого періоду дозрівання мозку.
Неотенія та унікальність людського мозку
Серед ссавців мозок людини вирізняється надзвичайно тривалою фазою дозрівання. Цей феномен називають неотенією — збереженням «ювенільних» рис протягом довгого часу — і пов’язують із високими когнітивними здібностями людини.
Отримані результати свідчать, що SRGAP2 може координувати повільне дозрівання і нейронів, і мікроглії, яка спрямовує їхній розвиток. Завдяки такому узгодженому графіку мікроглія може впливати на формування нейронних зв’язків упродовж незвично тривалого періоду, коли людський мозок активно перебудовується.
Наступний крок для команди — з’ясувати, яким саме чином SRGAP2 запускає неотенію в нейронах, мікроглії та інших клітинах мозку. Дослідники прагнуть зрозуміти, які саме елементи будови та розвитку мозку роблять людину унікальною з еволюційного погляду.
Автори також зазначають, що в останні роки мікроглію пов’язують з нейророзвитковими розладами та нейродегенеративними хворобами. Тому розуміння того, чим людська мікроглія відрізняється від мікроглії інших видів, може наблизити науку до кращого пояснення походження цих захворювань і ролі генів на кшталт SRGAP2 у їхньому розвитку.
Людський ген SRGAP2 сповільнює дозрівання клітин мозку з’явилася спочатку на Цікавості.
