Один ген контролирует размер мозга и интеллект у рыб
Согласно новому исследованию ученых из UCL, Стокгольмского университета и Хельсинкского университета, размер мозга и интеллект у рыб определяет единственный ген Angiopoietin-1 (Ang-1).
У рыб с более крупным мозгом и высоким интеллектом наблюдалась повышенная экспрессия гена Ang-1. Когда уровень экспрессии Ang-1 искусственно снижали, мозг уменьшался. Эти закономерности были выявлены у двух неродственных видов рыб — гуппи (Poecilia reticulata) и данио-рерио (Danio rerio), — что указывает на общую важность экспрессии Ang-1 для роста и развития мозга у рыб.
Исследование, опубликованное в Proceedings of the Royal Society B, раскрыло генетическую основу естественных вариаций размера мозга и когнитивных способностей у рыб. Ученые предполагают, что Ang-1 может играть важную роль в развитии мозга и других позвоночных, включая человека, но для подтверждения этого требуются дальнейшие исследования.
На первом этапе работы был проведен полный геномный анализ различий в экспрессии генов у популяций гуппи, селекционированных на большой или маленький мозг (с соответствующими различиями в интеллекте). Разница в размере мозга между этими группами составила 10%. Генетический анализ показал, что Ang-1 был единственным геном, уровень экспрессии которого различался в каждой реплицированной популяции. Дальнейшие эксперименты на данио-рерио подтвердили, что Ang-1 является драйвером размера мозга.
Профессор Джудит Манк (UCL): «Мы были удивлены, обнаружив, что у гуппи с большим мозгом повышенную экспрессию имел только один ген. Учитывая сложность мозга, мы ожидали очень запутанной генетики, но это говорит о том, что изменения размера мозга обусловлены относительно простыми генетическими механизмами».
Белок, кодируемый Ang-1, как известно, играет важную роль в росте новых кровеносных сосудов и формировании новых клеток мозга у мышей. Это может указывать на важную роль Ang-1 в росте мозга и других животных, даже у человека.
Доктор Никлас Колм (Стокгольмский университет): «Другие гены могут быть вовлечены в рост мозга у молодых, развивающихся рыб, но у взрослых особей, кроме Ang-1, не было обнаружено других генов с варьирующейся экспрессией».
Профессор Манк добавила: «Мы пока не знаем, важен ли Ang-1 для развития человеческого мозга — его нет в списке генов, которые обычно изучают в связи с размером мозга человека. Но поскольку он играет роль в формировании новых кровеносных сосудов у людей, связь может существовать, так как крупному мозгу требуется большее кровоснабжение, особенно во время роста и для многих функций мозга. Это открывает перед нами захватывающую возможность исследовать роль Ang-1 у разных позвоночных».
Команда планирует изучить возрастную генетическую архитектуру как структуры, так и функций мозга на основе новых экспериментов по искусственному отбору у гуппи.