Эволюция у нас на языке

Недавно был обнародован геном осьминога. Оказалось, что геном этих головоногих моллюсков содержит 35 тыс. генов, кодирующих протеины (белки). У человека таких геномных единиц не более 25 тыс. Этот факт подтолкнул генетика Сергея Герусова из университета Торонто и его коллег из барселонского Центра геномной регуляции предложить новый механизм гуманогенеза, или возникновения человека. Об их работе пишет журнал Science.

Одна из недавних гипотез связана с амилазой слюны. Амилаза – это фермент, который расщепляет крахмал в ротовой полости, что обеспечивает сладкий вкус. У шимпанзе всего две копии гена амилазы, в то время как у нас их 18. Можно напомнить, что расщепление крахмала высвобождает глюкозу, главным потребителем которой является мозг. Глюкоза, при наличии кислорода, сжигается в митохондриях.

После выполнения своей функции снабжения энергоемких нервных процессов (мозг перестает работать уже через минуту-полторы после «перекрытия кислорода») митохондрии разбираются на части, а их белки распадаются. Этот весьма сложный процесс «разборки» необходим для утилизации митохондрий, повышенная активность которых отмечается в раковых и метастазирующих клетках.

Герусов показал возможный механизм образования генов амилаз. Он заключается в альтернативном расщеплении молекул информационной РНК (иРНК). Речь идет о разном подходе к синтезированной в виде иРНК копии гена, состоящего из экзонов и интронов. Первые кодируют части белка и выходят «наружу» из ядра, отсюда и их название, а вторые вставлены между и выполняют функцию регуляторов генной активности.

По завершении синтеза иРНК в ней вырезаются интроны, а экзоны собираются наподобие лего. Расщепление (сплайсинг) известно давно, поэтому Гарусов не открыл вроде бы ничего нового. Однако это не совсем так, поскольку он задался вопросом: почему при наличии одинаковых генов развития нейронов из стволовых клеток птичьи мозги намного уступают нашим?

Оказалось, что в гене важного для образования нейронов протеина имеется экзон 9, блокирующий у птиц дальнейший процесс. Удаление этого участка у цыплят привело к сплайсингу по типу млекопитающих. Это проявилось в образовании большего числа нервных клеток и увеличении размеров их мозга.

Можно предположить, что мозг у птиц маленький в силу того, что энергетические потоки перенаправлены на работу необходимых для полета грудных мышц, и поддержание температуры 40–42 градуса, которая характерна для пернатых. Мозг млекопитающего при таком «жаре» просто отключается.