Что делает человеческий мозг уникальным — мусорная ДНК?

В геноме Homo sapiens около 98% последовательностей ДНК представляют собой некодирующие области, которые ранее не считались «мусорной ДНК». Фактически, мусорная ДНК содержит множество областей, которые точно контролируют экспрессию генов. Команда исследователей стволовых клеток из Лундского университета изучила, что именно в нашей ДНК отличает мозг человека и шимпанзе, и обнаружила, что ответ заключается в некодирующей (или мусорной) ДНК.

«Вместо изучения живых людей и шимпанзе мы использовали стволовые клетки, выращенные в лаборатории», — сказал старший автор, профессор Йохан Якобссон, нейробиолог из отдела экспериментальной медицины Центра неврологии Валленберга и Центра стволовых клеток Лунда в Лундском университете.

«Стволовые клетки были перепрограммированы из клеток кожи. Затем мы исследовали стволовые клетки, из которых мы превратились в клетки мозга».

Используя стволовые клетки, профессор Йохан Якобссон и его коллеги специально вырастили клетки мозга людей и шимпанзе и сравнили два типа клеток.

Затем они обнаружили, что люди и шимпанзе по-разному используют часть своей ДНК, что, по-видимому, играет значительную роль в развитии нашего мозга.

«Часть нашей ДНК была неожиданной, — сказал профессор Якобссон. «Это был так называемый структурный вариант ДНК, который ранее называли мусорной ДНК, длинной повторяющейся цепочкой ДНК, которая долгое время считалась не имеющей функции».

Раньше исследователи искали ответы в той части ДНК, где находятся гены, продуцирующие белки, — что составляет всего около 2% всей нашей ДНК — и исследовали сами белки, чтобы найти примеры различий.

Новые результаты показывают, что различия лежат за пределами генов, кодирующих белок. Это говорит о том, что в основе эволюции человеческого мозга лежат генетические механизмы, которые, вероятно, намного сложнее, чем считалось ранее, поскольку предполагалось, что ответ был в этих двух процентах генетической ДНК.

«Наши результаты показывают, что то, что было значительным для развития мозга, вместо этого, возможно, скрыто в 98% упускаемых из виду, что, по-видимому, важно. Это удивительное открытие» — сообщают ученые.

Авторы считают, что в будущем их новые результаты могут также внести вклад в генетически обоснованные ответы на вопросы о психических расстройствах, таких как шизофрения.

«Но нам предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы достигнем этой точки, поскольку вместо того, чтобы проводить дальнейшие исследования двух процентов закодированной ДНК, теперь мы, возможно, будем вынуждены углубиться во все 100% — гораздо более сложная задача для исследования», — сказал профессор Якобссон.

Результаты опубликованы в журнале Cell Stem Cell.