0
13529
Газета Наука Печатная версия

08.10.2014 00:01:05

Метилированные люди

Геномы неандертальца и человека разумного по-разному были защищены от чрезмерной активности

Тэги: биология, генетика, днк


биология, генетика, днк Перемещение интернейронов из глубинных структур мышиного мозга в кору. Иллюстрация Physorg

Метилирование – это процесс «навешивания» метильных групп –СН3 на гены и регулирующие их активность белки. В итоге активность генов гасится. У мужчин метилированы «женские» гены, и наоборот. Метилирование необходимо для того, чтобы погасить активность эмбриональных генов, поскольку она грозит озлокачествлением клеток. Но метилирование обслуживает не только сиюминутные геномные потребности.

Группа испанских, немецких, израильских ученых опубликовала в журнале Science статью, в которой представлены результаты исследования метилома – метильной карты – анатомически и физиологически современного человека и его «собрата»-неандертальца. Различия между этими двумя видами на уровне ДНК значительно меньше, нежели в облике и структуре скелета, а также в образе жизни. Ранее высказывалась идея, что существенные различия между нами и шимпанзе определяются изменениями в работе регуляторов генной активности.

Авторы статьи полагают, что речь скорее идет о разном метилировании геномов человека и неандертальца. Различия были определены более чем в 2 тыс. областей, или сайтов, генома. Особое внимание ученые обратили на кластер – «гроздь» генов под названием «hох» (сокращенно от «гомеобокс»), которые отвечают за формирование и развитие скелета. У представителей близких видов – человека разумного и неандертальца – эти кластеры генов существенно отличны друг от друга.

Более полувека назад в мире разразилась катастрофа с лекарством талидомид, которое, как оказалось, не только снижает активность иммунных клеток. У женщин, которым на ранних стадиях беременности прописывали талидомид как средство от тошноты и рвоты, стали рождаться дети без рук и ног, а то – легких и головы (анэнцефалия). Мутации генов гомеобокса выявляются также при разных формах рака.

Мы отличаемся от неандертальцев более легким скелетом и менее массивной головой, но имеем значительно больший по объему и весу мозг. Однако наш уникальный мозг подвержен самым разным расстройствам и врожденным состояниям, которые далеки от нормы (микрогирия – маленькие извилинки; микроэнцефалия – уменьшенный размер мозга; гидроцефалия – водянка). При церебральном тендоксантоматозе в теменном отделе коры начинает откладываться холестерин, что приводит к недоразвитию коры головного мозга и умственной отсталости.

Недоразвитие, как выяснили сотрудники Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (результаты их исследования опубликованы в журнале Science), вызвано нарушением метилирования в ходе эмбрионального развития. Известно, что нервные клетки будущей коры возникают в глубине формирующегося мозга, после чего в клетках-предшественниках активируются гены деления и миграции. «Забег» на десяток и более сантиметров заканчивается образованием многочисленных связей с другими нейронами, после чего метилирование кладет этому конец. Для сравнения: выключение гена бета-катенина – одного из генов контроля над делением – приводит к рождению мышат с объемом мозга, превышающим обычный в два-три раза.

Авторы предложили метод переноса-трансплантации эмбриональных нейронов (интернейронов) в мозг юных и взрослых мышей и крыс, купируя тем самым накопление холестерина в коре мозга. Такие пересадки могут стать весомым подспорьем в лечении хронических болей, болезни Паркинсона, эпилепсии, шизофрении, излишней обеспокоенности и других неврологических состояний. Несомненно, что новый метод позволит глубже понять и оценить процессы развития как мозга в отдельности, так и нервной системы в целом.

Процессы клеточного развития и его регуляции тесно увязаны с раковой трансформацией, являющейся следствием рассогласования многих десятков, если не сотен генов. Ничто, по всей видимости, не внедрилось так широко и глубоко в обыденное сознание, как синдром Дауна, о котором знают практически все. Чуть меньше людей знают, что этот синдром обусловлен трисомией, или тремя хромосомами 21-й пары. Гораздо меньше известно даже специалистам, что у детей-даунов повышен риск развития острой лимфобластоидной лейкемии (ALL), при которой в крови появляются незрелые В-лимфоциты, в норме синтезирующие защитные белковые антитела.

В Раковом институте Гарварда решили посмотреть, чем обусловлена подобная связь. Для этого подопытных мышей «нагрузили» излишними копиями 31 гена, локализующегося в длинном плече 21-й хромосомы (21q), а затем каждый из генов стали выключать. При этом выяснилось, о чем гарвардцы написали в журнале Nature Genetics, что решающим оказалось действие двух генов – PRC и HMG. Первый кодирует фермент протеазу, отщепляющий у белков-протеинов кусок на С-конце (углеродном, который противоположен азотному концу белковой цепи). Он был открыт у микроорганизмов с устойчивостью к антибиотикам. Второй ген принадлежит к группе высокой подвижности, в которую входят и метилазы, то есть энзимы метилирования протеинов и ДНК. При выключении PRC резко увеличивалась активность более сотни генов, а выключение второго приводило к апоптозу, или естественной смерти, раковых клеток.

Все это очень интересно в теоретическом плане, но также имеет и большое значение для разработки новых лекарств, призванных блокировать гены в аномальных состояниях и тем самым купировать неврологические и иные расстройства.


Комментарии для элемента не найдены.

Читайте также


Запрет на владение долгом правительства России уже близок

Запрет на владение долгом правительства России уже близок

Михаил Сергеев

Каждая очередная порция ограничительных мер оказывается болезненнее, чем предыдущая

0
990
Армии Украины будет сложно без русской картошки и траншей МВФ

Армии Украины будет сложно без русской картошки и траншей МВФ

Анатолий Комраков

В сельском хозяйстве Незалежной сокращается производство

0
884
Турция без российских туристов потеряет 4 миллиарда долларов

Турция без российских туристов потеряет 4 миллиарда долларов

Анастасия Башкатова

Сложностями в отношениях Москвы и Анкары постараются воспользоваться отдыхающие из Украины

0
859
В столицу России зачастили эмиссары бывшего «Северного альянса»

В столицу России зачастили эмиссары бывшего «Северного альянса»

Андрей Серенко

Контакты с панджшерцами подчеркивают не слишком успешную игру Москвы с талибами

0
520

Другие новости

Загрузка...