Эволюция человека — это не просто ноты, а то, как они исполнялись

Группа исследователей из Дьюка идентифицировала группу последовательностей ДНК человека, вызывающих изменения в развитии мозга, пищеварении и иммунитете, которые, по-видимому, быстро эволюционировали после того, как наша семейная линия отделилась от линии шимпанзе, но до того, как мы разделились с неандертальцами.


Наш мозг больше, а кишки короче, чем у наших сверстников-обезьян.

«Многие черты, которые мы считаем уникальными человеческими и специфическими для человека, вероятно, проявляются в этот период времени», через 7,5 миллионов лет после раскола с общим предком, которого мы разделяем с шимпанзе, сказал Крейг Лоу, доктор философии. Доктор философии, доцент кафедры молекулярной генетики и микробиологии Медицинской школы Дьюка.

В частности, рассматриваемые последовательности ДНК, которые исследователи назвали «Быстро эволюционировавшие регионы предков человека» (HAQERS), произносятся как «хакеры», регулируют гены. Это переключатели, которые сообщают соседним генам, когда включаться и выключаться. Выводы появляются 23 ноября в журнале. Клетка.

По словам Лоу, быстрая эволюция этих областей генома, по-видимому, послужила тонкой настройкой регуляторного контроля. В операционную систему человека добавлялось больше переключателей по мере того, как последовательности превращались в регуляторные области, и они были более точно настроены для адаптации к сигналам окружающей среды или развития. По большому счету, эти изменения пошли нашему виду на пользу.

«Они кажутся особенно специфичными в том, что вызывают включение генов, мы думаем, только в определенных типах клеток в определенное время развития, или даже в генах, которые включаются, когда каким-то образом изменяется окружающая среда», — сказал Лоу.

Многие из этих геномных инноваций были обнаружены в развитии мозга и желудочно-кишечного тракта. «Мы видим множество регуляторных элементов, которые включаются в этих тканях», — сказал Лоу. «Это ткани, в которых люди уточняют, какие гены экспрессируются и на каком уровне».

Сегодня наш мозг больше, чем у других обезьян, а наши кишки короче. «Люди выдвинули гипотезу, что эти две ткани даже связаны, потому что это две действительно дорогие метаболические ткани, которые нужно иметь под рукой», — сказал Лоу. «Я думаю, что мы видим, что на самом деле не было одной мутации, которая давала вам большой мозг, и одной мутации, которая действительно поражала кишечник, вероятно, это были многие из этих небольших изменений с течением времени».

Чтобы получить новые результаты, лаборатория Лоу сотрудничала с коллегами Дьюка Тимом Редди, адъюнкт-профессором биостатистики и биоинформатики, и Деброй Сильвер, адъюнкт-профессором молекулярной генетики и микробиологии, чтобы использовать их опыт. Лаборатория Редди способна одновременно наблюдать за миллионами генетических переключателей, а Сильвер наблюдает за работой переключателей в развитии мозга мышей.