Микроцефалин
| MCPH1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | MCPH1 , BRIT1, MCT, микроцефалин 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | ОМИМ : 607117 ; МГИ : 2443308 ; Гомологен : 32586 ; GeneCards : MCPH1 ; OMA : MCPH1 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Белок микроцефалин | |||
|---|---|---|---|
 Микроцефалин.png | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | Микроцефалин | ||
| Пфам | ПФ12258 | ||
| ИнтерПро | ИПР022047 | ||
| |||
Микроцефалин ( MCPH1 ) — это ген , который экспрессируется во время развития мозга плода. Определенные мутации в MCPH1 , когда они гомозиготны , вызывают первичную микроцефалию — сильно уменьшенный мозг . [5] [6] [7] Следовательно, предполагалось, что варианты играют роль в развитии мозга. [8] [9] Однако у нормальных людей не никакого влияния на умственные способности или поведение было продемонстрировано ни этого, ни другого аналогично изученного гена микроцефалии, ASPM . [10] [11] Однако была установлена связь между нормальными изменениями в структуре мозга, измеренными с помощью МРТ (т.е. в первую очередь коры площадью поверхности и общим объемом мозга), но только у женщин, и общими генетическими вариантами как в гене MCPH1, так и в другом аналогично изученном гене микроцефалии. , CDK5RAP2 . [12]
Структура
[ редактировать ]Белки микроцефалина содержат следующие три домена:
- N-концевой домен BRCT
- Центральный белковый домен микроцефалина ( InterPro : IPR022047 )
- С-концевой домен BRCT
Выражение в мозгу
[ редактировать ]MCPH1 экспрессируется в мозге плода , в развивающемся переднем мозге и на стенках боковых желудочков . Клетки этой области делятся, образуя нейроны , которые мигрируют и в конечном итоге образуют кору головного мозга .
Эволюция
[ редактировать ]Производная форма MCPH1 появилась около 37 000 лет назад (в любое время между 14 000 и 60 000 лет назад) и распространилась, став наиболее распространенной формой микроцефалина во всем мире, за исключением стран Африки к югу от Сахары ; такое быстрое распространение предполагает выборочный охват . [13] [14] Однако ученые не определили эволюционное давление , которое могло вызвать распространение этих мутаций. [15] Считается, что этот вариант гена способствует увеличению объема мозга. [16] и может коррелировать с распространенностью тональных языков , [17] хотя современное распределение хромосом, несущих предковые формы MCPH1 и ASPM, показало, что ни микроцефалин, ни ASPM не оказали существенного влияния на IQ . [15]
Производная форма MCPH1 , возможно, произошла от линии, отделившейся от современного человека примерно 1,1 миллиона лет назад и позже интрогрессировавшей в человека. Это открытие подтверждает возможность смешения современных людей и вымерших Homo видов . [14] Хотя неандертальцы были предложены в качестве возможного источника этого гаплотипа, этот гаплотип не был обнаружен у людей, использованных для подготовки первого варианта генома неандертальца. [18] [19]
Споры
[ редактировать ]Результаты исследования [ нужны разъяснения ] начал вызывать серьезные споры [ когда? ] в мире науки. Джон Дербишир писал, что в результате полученных результатов «наша заветная национальная мечта о хорошо смешанной и гармоничной меритократии [...] может оказаться недостижимой». [20] Ричард Левонтин считает две опубликованные статьи «вопиющими примерами того, как выйти далеко за рамки данных, чтобы попытаться произвести сенсацию». Брюс Лан утверждает, что научные исследования обоснованы, и открыто признает, что прямая связь между этими конкретными генами и познанием или интеллектом четко не установлена. Сейчас Лан занимается другими областями обучения. [21] [22] Более поздние исследования не обнаружили связи этих вариантов генов с умственными способностями или познавательными способностями. [23] [15] [11]
Более поздние исследования генетических ассоциаций, проведенные Мекелем-Бобровым и др. и Эванс и др. также сообщили, что генотип MCPH1 находился в стадии положительного отбора. Анализ Тимпсона и др. , не обнаружил «никаких значимых связей с размером мозга и различными когнитивными показателями». [23] Более позднее исследование 2010 года, проведенное Rimol et al. [12] продемонстрировали связь между размером и структурой мозга и двумя генами микроцефалии: MCPH1 (только у женщин) и CDK5RAP2 (только у мужчин). В отличие от предыдущих исследований, в которых рассматривалось только небольшое количество экзонных однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) и не исследовались эффекты, специфичные для пола, в этом исследовании использовалась технология микрочипов для генотипирования ряда SNP, связанных со всеми четырьмя генами MCPH, включая вышестоящие и нижестоящие. регуляторные элементы и допускают отдельные эффекты для мужчин и женщин.
Другие гены MCPH
[ редактировать ]Помимо MCPH1, другие гены были названы генами MCPH в зависимости от их роли в размере мозга. К ним относятся WDR62 ( MCPH2 ), CDK5RAP2 ( MCPH3 ), KNL1 ( MCPH4 ), ASPM ( MCPH5 ), CENPJ ( MCPH6 ), STIL ( MCPH7 ), CEP135 ( MCPH8 ), CEP152 ( MCPH9 ), ZNF335 ( MCPH10 ), PHC1 ( MCPH11). ) и CDK6 ( MCPH12 ). [24]
Исследования
[ редактировать ]В марте 2019 года китайские ученые сообщили о вставке гена MCPH1, связанного с человеческим мозгом, лабораторным макакам-резусам , в результате чего трансгенные обезьяны показали себя лучше и быстрее ответили на «тесты на кратковременную память, включающие сопоставление цветов и форм», по сравнению с контрольными нетрансгенными обезьянами. обезьяны, по мнению исследователей. [25] [26]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с ENSG00000285262 GRCh38: выпуск Ensembl 89: ENSG00000147316, ENSG00000285262 — Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000039842 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ Джексон А.П., Иствуд Х., Белл С.М., Аду Дж., Тумс С., Карр И.М. и др. (июль 2002 г.). «Идентификация микроцефалина, белка, участвующего в определении размера человеческого мозга» . Американский журнал генетики человека . 71 (1): 136–42. дои : 10.1086/341283 . ПМК 419993 . ПМИД 12046007 .
- ^ Интернет-менделевское наследование у человека (OMIM): 251200
- ^ Джексон А.П., Макхейл Д.П., Кэмпбелл Д.А., Джафри Х., Рашид Ю., Маннан Дж. и др. (август 1998 г.). «Первичная аутосомно-рецессивная микроцефалия (MCPH1) соответствует хромосоме 8p22-pter» . Американский журнал генетики человека . 63 (2): 541–6. дои : 10.1086/301966 . ПМЦ 1377307 . ПМИД 9683597 .
- ^ Ван ЮК, Су Б (июнь 2004 г.). «Молекулярная эволюция микроцефалина, гена, определяющего размер человеческого мозга» . Молекулярная генетика человека . 13 (11): 1131–7. дои : 10.1093/hmg/ddh127 . ПМИД 15056608 .
- ^ Эванс П.Д., Андерсон-младший, Валлендер Э.Дж., Чой С.С., Лан Б.Т. (июнь 2004 г.). «Реконструкция эволюционной истории микроцефалина, гена, контролирующего размер человеческого мозга» . Молекулярная генетика человека . 13 (11): 1139–45. дои : 10.1093/hmg/ddh126 . ПМИД 15056607 .
- ^ Вудс Р.П., Фреймер Н.Б., Де Янг Дж.А., Fears SC, Sicotte NL, Service SK, Valentino DJ, Toga AW, Mazziotta JC (июнь 2006 г.). «Нормальные варианты микроцефалина и ASPM не учитывают изменчивость размера мозга» . Молекулярная генетика человека . 15 (12): 2025–9. дои : 10.1093/hmg/ddl126 . ПМИД 16687438 .
- ^ Jump up to: а б Раштон Дж.П., Вернон П.А., Бонс Т.А. (апрель 2007 г.). «Нет доказательств того, что полиморфизмы генов-регуляторов мозга Microcephalin и ASPM связаны с общими умственными способностями, окружностью головы или альтруизмом» . Письма по биологии . 3 (2): 157–60. дои : 10.1098/rsbl.2006.0586 . ПМК 2104484 . ПМИД 17251122 .
- ^ Jump up to: а б Римол Л.М., Агарц И., Джурович С., Браун А.А., Родди Дж.К., Кэлер А.К., Маттингсдал М., Атанасиу Л., Джойнер А.Х., Шорк Н.Дж., Халгрен Э., Сундет К., Мелле И., Дейл А.М., Андреассен О.А. (январь 2010 г.). «Полозависимая ассоциация распространенных вариантов генов микроцефалии со структурой мозга» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (1): 384–8. Бибкод : 2010PNAS..107..384R . дои : 10.1073/pnas.0908454107 . JSTOR 40536283 . ПМК 2806758 . ПМИД 20080800 .
- ^ Эванс П.Д., Гилберт С.Л., Мекель-Бобров Н., Валлендер Э.Дж., Андерсон Дж.Р., Ваез-Азизи Л.М., Тишкофф С.А., Хадсон Р.Р., Лан Б.Т. (сентябрь 2005 г.). «Микроцефалин, ген, регулирующий размер мозга, продолжает адаптивно развиваться у людей». Наука . 309 (5741): 1717–20. Бибкод : 2005Sci...309.1717E . дои : 10.1126/science.1113722 . ПМИД 16151009 . S2CID 85864492 .
- Николас Уэйд (8 сентября 2005 г.). «Исследователи говорят, что человеческий мозг все еще развивается» . Нью-Йорк Таймс .
- ^ Jump up to: а б Эванс П.Д., Мекель-Бобров Н., Валлендер Э.Дж., Хадсон Р.Р., Лан Б.Т. (ноябрь 2006 г.). «Доказательства того, что адаптивный аллель гена размера мозга микроцефалин проник в Homo sapiens из архаичной линии Homo» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (48): 18178–83. Бибкод : 2006PNAS..10318178E . дои : 10.1073/pnas.0606966103 . JSTOR 30051829 . ПМК 1635020 . ПМИД 17090677 .
- ^ Jump up to: а б с Мекель-Бобров Н., Постума Д., Гилберт С.Л., Линд П., Госсо М.Ф., Лучано М. и др. (март 2007 г.). «Продолжающаяся адаптивная эволюция ASPM и микроцефалина не объясняется возросшим интеллектом» . Молекулярная генетика человека . 16 (6): 600–8. дои : 10.1093/hmg/ddl487 . ПМИД 17220170 .
- ^ Лари М, Рицци Э, Милани Л, Корти Г, Бальзамо К, Вай С, Каталано Г, Пилли Е, Лонго Л, Кондеми С, Джунти П, Ханни С, Де Беллис Г, Орландо Л, Барбуджани Г, Карамелли Д (май 2010). «Наследственный аллель микроцефалина у неандертальца» . ПЛОС ОДИН . 5 (5): е10648. Бибкод : 2010PLoSO...510648L . дои : 10.1371/journal.pone.0010648 . ПМК 2871044 . ПМИД 20498832 .
- ^ Дедиу Д., Лэдд Д.Р. (июнь 2007 г.). «Лингвистический тон связан с популяционной частотой адаптивных гаплогрупп двух генов размера мозга, ASPM и микроцефалина» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (26): 10944–9. Бибкод : 2007PNAS..10410944D . дои : 10.1073/pnas.0610848104 . JSTOR 25436044 . ЧВК 1904158 . ПМИД 17537923 .
- ^ Пенниси Э (февраль 2009 г.). «Неандертальская геномика. Сказания о геноме доисторического человека». Наука . 323 (5916): 866–71. дои : 10.1126/science.323.5916.866 . ПМИД 19213888 . S2CID 206584252 .
- ^ Грин Р.Э., Краузе Дж., Бриггс А.В., Маричич Т., Стензель У., Кирхер М. и др. (май 2010 г.). «Проект последовательности генома неандертальца» . Наука . 328 (5979): 710–722. Бибкод : 2010Sci...328..710G . дои : 10.1126/science.1188021 . ПМК 5100745 . ПМИД 20448178 .
- ^ Дербишир Дж. (ноябрь 2005 г.). «Призрак различия» . Национальное обозрение . Проверено 21 сентября 2008 г.
- ^ Регаладо А (июнь 2006 г.). «Исследование учеными генов мозга вызывает негативную реакцию» . Уолл Стрит Джорнал .
- ^ Балтер М. (декабрь 2006 г.). «Профиль Брюса Лана. Мозговой человек поднимает волну заявлениями о недавней эволюции человека» . Наука . 314 (5807): 1871–3. дои : 10.1126/science.314.5807.1871 . ПМИД 17185582 . S2CID 9478090 .
- ^ Jump up to: а б Тимпсон Н., Херон Дж., Смит Г.Д., Энард В. (август 2007 г.). «Комментарий к статьям Эванса и др. и Мекеля-Боброва и др. о доказательствах положительного отбора MCPH1 и ASPM» . Наука . 317 (5841): 1036, ответ автора 1036. Бибкод : 2007Sci...317.1036T . дои : 10.1126/science.1141705 . ПМИД 17717170 .
- ^ Фахим М., Насир М.И., Расул М., Чаудхари А.Г., Кумосани Т.А., Ильяс А.М. и др. (15 января 2015 г.). «Молекулярная генетика первичной микроцефалии человека: обзор» . BMC Медицинская Геномика . 8 (Приложение 1): S4. дои : 10.1186/1755-8794-8-S1-S4 . ПМЦ 4315316 . ПМИД 25951892 .
- ^ Баррелл Т. (29 декабря 2019 г.). «Ученые ввели ген человеческого интеллекта в обезьяну. Другие учёные обеспокоены» . Обнаружить . Проверено 30 декабря 2019 г.
- ^ Ши, Лей; и др. (27 марта 2019 г.). «Трансгенные макаки-резусы, несущие копии человеческого гена MCPH1, демонстрируют человеческую неотению развития мозга» . Китайский национальный научный обзор . 6 (3): 480–493. дои : 10.1093/nsr/nwz043 . ПМЦ 8291473 . ПМИД 34691896 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Сюй Икс, Ли Дж., Стерн Д.Ф. (август 2004 г.). «Микроцефалин — это белок реакции на повреждение ДНК, участвующий в регуляции CHK1 и BRCA1» . Журнал биологической химии . 279 (33): 34091–4. дои : 10.1074/jbc.C400139200 . ПМИД 15220350 .
- Ван ЮК, Су Б (июнь 2004 г.). «Молекулярная эволюция микроцефалина, гена, определяющего размер человеческого мозга» . Молекулярная генетика человека . 13 (11): 1131–7. дои : 10.1093/hmg/ddh127 . ПМИД 15056608 .
- Бейтс Т.К., Лучано М., Линд П.А., Райт М.Дж., Монтгомери Г.В., Мартин Н.Г. (2008). «Недавно полученные варианты генов размера мозга ASPM, MCPH1, CDK5RAP и BRCA1, не связанные с общим познанием, чтением или языком». Интеллект . 36 (6): 689–93. дои : 10.1016/j.intell.2008.04.001 .
- Пассемард С., Кайндл А.М., Титоманлио Л., Жерар Б., Грессенс П., Верлоэс А. (1993). «Первичная аутосомно-рецессивная микроцефалия» . В Пагон Р.А., Берд Т.Д., Долан Ч.Р., Стивенс К., Адам М.П. (ред.). Джин Обзоры . Вашингтонский университет, Сиэтл. ПМИД 20301772 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- «Мозги неандертальца» — лекция Брюса Лана из NYAS. подкастов