Микроцефалин
Ген, кодирующий белок у вида Homo sapiens
MCPH1
Доступные структуры
ПДБПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыMCPH1 , BRIT1, MCT, микроцефалин 1
Внешние идентификаторыОМИМ : 607117; МГИ : 2443308; гомологен : 32586; GeneCards : MCPH1; OMA :MCPH1 — ортологи
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Энтрез

79648

244329

Ансамбль

ENSG00000147316
ENSG00000285262

ENSMUSG00000039842

UniProt

Q8NEM0

Q7TT79

РефСек (мРНК)

NM_173189

RefSeq (белок)

NP_775281

Местоположение (UCSC)Хр 8: 6.41 – 6.65 МбХр 8: 18.65 – 18.85 Мб
Поиск в PubMed[3][4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человекаПросмотр/редактирование мыши
Белок микроцефалин
Микроцефалин (MCPH1) — это ген, который экспрессируется во время развития мозга плода.
Микроцефалин.png
Идентификаторы
СимволМикроцефалин
ПфамПФ12258
ИнтерПроИПР022047
Доступные структуры белков:
Пфам  структуры / ECOD  
ПДБRCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsumрезюме структуры

Микроцефалин ( MCPH1 ) — это ген , который экспрессируется во время развития мозга плода. Некоторые 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 до сих пор не было продемонстрировано никакого влияния на умственные способности или поведение ни в этом, ни в другом аналогично изученном гене микроцефалии, ASPM . [10] [11] Однако была установлена ​​связь между нормальными вариациями в структуре мозга, измеренными с помощью МРТ (т. е. в первую очередь, площадью поверхности коры 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

Белки микроцефалина содержат следующие три домена:

Выражение в мозге

MCPH1 экспрессируется в мозге плода , в развивающемся переднем мозге и на стенках боковых желудочков . Клетки этой области делятся, производя нейроны , которые мигрируют и в конечном итоге формируют кору головного мозга .

Эволюция

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 ; это быстрое распространение предполагает избирательный характер . [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 частотой тональных языков , [17] хотя современное распределение хромосом, несущих предковые формы MCPH1 и ASPM, показало, что ни микроцефалин, ни ASPM не оказывали существенного влияния на IQ . [15]

Производная форма MCPH1 могла произойти от линии, отделившейся от современных людей примерно 1,1 миллиона лет назад и позже интрогрессировавшей в людей. Это открытие подтверждает возможность смешения между современными людьми и вымершими Homo spp . [14] Хотя неандертальцы были предложены в качестве возможного источника этого гаплотипа, гаплотип не был обнаружен у людей, использованных для подготовки первого проекта генома неандертальца. [18] [19]

Противоречие

Результаты исследования [ необходимо разъяснение ] начали вызывать значительные споры [ когда? ] в научном мире. Джон Дербишир написал, 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 выхода за рамки данных в попытке произвести фурор». Брюс Лан утверждает, что научные данные исследований обоснованы, и открыто признает, что прямая связь между этими конкретными генами и либо познанием, либо интеллектом четко не установлена. Лан сейчас занимается другими областями исследований. [21] [22] Более поздние исследования не обнаружили, что эти варианты генов связаны с умственными способностями или познанием. [23] [15] [11]

Более поздние исследования генетических ассоциаций Мекеля-Боброва и др. и Эванса и др. также сообщили, что генотип MCPH1 находился под положительным отбором. Анализ Тимпсона и др. не обнаружил «никаких значимых ассоциаций с размером мозга и различными когнитивными мерами». [23] Более позднее исследование 2010 года Римола и др. [12] продемонстрировало связь между размером и структурой мозга и двумя генами микроцефалии, MCPH1 (только у женщин) и CDK5RAP2 (только у мужчин). В отличие от предыдущих исследований, которые рассматривали только небольшое количество экзонных однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) и не исследовали специфичные для пола эффекты, в этом исследовании использовалась технология микрочипов для генотипирования ряда SNP, связанных со всеми четырьмя генами MCPH, включая восходящие и нисходящие регуляторные элементы , и допускались отдельные эффекты для мужчин и женщин.

Другие гены MCPH

В дополнение к MCPH1, другие гены были обозначены как гены MCPH на основе 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]

Научные исследования

В марте 2019 года китайские ученые сообщили о введении гена MCPH1, связанного с мозгом человека, в лабораторных макак-резусов , в результате чего трансгенные обезьяны показали лучшие результаты и быстрее отвечали на «тесты на кратковременную память, включающие сопоставление цветов и форм», по сравнению с контрольными нетрансгенными обезьянами, по словам исследователей. [25] [26]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc ENSG00000285262 GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000147316, ENSG00000285262 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000039842 – Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Джексон AP, Иствуд H, Белл SM, Аду J, Тумс C, Карр IM и др. (Июль 2002 г.). «Идентификация микроцефалина, белка, участвующего в определении размера человеческого мозга». Американский журнал генетики человека . 71 (1): 136–42. doi :10.1086/341283. PMC 419993. PMID  12046007 . 
  6. ^ Интернет-менделевское наследование у человека (OMIM): 251200
  7. ^ Джексон AP, Макхейл DP, Кэмпбелл DA, Джафри H, Рашид Y, Маннан J, и др. (август 1998 г.). «Первичная аутосомно-рецессивная микроцефалия (MCPH1) отображается на хромосоме 8p22-pter». Американский журнал генетики человека . 63 (2): 541–6. doi :10.1086/301966. PMC 1377307. PMID  9683597 . 
  8. ^ Ван YQ, Су B (июнь 2004). «Молекулярная эволюция микроцефалина, гена, определяющего размер человеческого мозга». Human Molecular Genetics . 13 (11): 1131–7. doi : 10.1093/hmg/ddh127 . PMID  15056608.
  9. ^ Evans PD, Anderson JR, Vallender EJ, Choi SS, Lahn BT (июнь 2004 г.). «Реконструкция эволюционной истории микроцефалина, гена, контролирующего размер человеческого мозга». Human Molecular Genetics . 13 (11): 1139–45. doi : 10.1093/hmg/ddh126 . PMID  15056607.
  10. ^ Woods RP, Freimer NB, De Young JA, 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». Human Molecular Genetics . 15 (12): 2025–9. doi : 10.1093/hmg/ddl126 . PMID  16687438.
  11. ^ ab Rushton JP, Vernon PA, Bons TA (апрель 2007 г.). «Нет доказательств того, что полиморфизмы генов-регуляторов мозга Microcephalin и ASPM связаны с общими умственными способностями, окружностью головы или альтруизмом». Biology Letters . 3 (2): 157–60. doi :10.1098/rsbl.2006.0586. PMC 2104484 . PMID  17251122. 
  12. ^ ab Rimol LM, Agartz I, Djurovic S, Brown AA, Roddey JC, Kähler AK, Mattingsdal M, Athanasiu L, Joyner AH, Schork NJ, Halgren E, Sundet K, Melle I, Dale AM, Andreassen OA (январь 2010 г.). "Зависящая от пола ассоциация общих вариантов генов микроцефалии со структурой мозга". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (1): 384–8. Bibcode : 2010PNAS..107..384R . doi : 10.1073/pnas.0908454107 . JSTOR  40536283. PMC 2806758. PMID  20080800. 
  13. ^ Evans PD, Gilbert SL, Mekel-Bobrov N, Vallender EJ, Anderson JR, Vaez-Azizi LM, Tishkoff SA, Hudson RR, Lahn BT (сентябрь 2005 г.). «Микроцефалин, ген, регулирующий размер мозга, продолжает адаптивно развиваться у людей». Science . 309 (5741): 1717–20. Bibcode :2005Sci...309.1717E. doi :10.1126/science.1113722. PMID  16151009. S2CID  85864492.
    • Николас Уэйд (8 сентября 2005 г.). «Исследователи говорят, что человеческий мозг все еще развивается» . The New York Times .
  14. ^ ab Evans PD, Mekel-Bobrov N, Vallender EJ, Hudson RR, Lahn BT (ноябрь 2006 г.). «Доказательства того, что адаптивный аллель гена размера мозга microcephalin интрогрессировал в Homo sapiens из архаичной линии Homo». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (48): 18178–83. Bibcode : 2006PNAS..10318178E. doi : 10.1073/pnas.0606966103 . JSTOR  30051829. PMC 1635020. PMID  17090677 . 
  15. ^ abc Mekel-Bobrov N, Posthuma D, Gilbert SL, Lind P, Gosso MF, Luciano M и др. (март 2007 г.). «Продолжающаяся адаптивная эволюция ASPM и микроцефалина не объясняется повышением интеллекта». Human Molecular Genetics . 16 (6): 600–8. doi : 10.1093/hmg/ddl487 . PMID  17220170.
  16. ^ Лари М, Рицци Э, Милани Л, Корти Г, Бальзамо С, 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 г.). «Наследственный аллель микроцефалина у неандертальца». ПЛОС ОДИН . 5 (5): е10648. Бибкод : 2010PLoSO...510648L. дои : 10.1371/journal.pone.0010648 . ПМК 2871044 . ПМИД  20498832. 
  17. ^ Dediu D, Ladd DR (июнь 2007 г.). «Языковой тон связан с частотой популяции адаптивных гаплогрупп двух генов размера мозга, ASPM и Microcephalin». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (26): 10944–9. Bibcode : 2007PNAS..10410944D. doi : 10.1073/pnas.0610848104 . JSTOR  25436044. PMC 1904158. PMID  17537923 . 
  18. ^ Pennisi E (февраль 2009). «Неандертальская геномика. Рассказы о доисторическом геноме человека». Science . 323 (5916): 866–71. doi :10.1126/science.323.5916.866. PMID  19213888. S2CID  206584252.
  19. ^ Green RE, Krause J, Briggs AW, Maricic T, Stenzel U, Kircher M и др. (май 2010 г.). «Черновик последовательности генома неандертальца». Science . 328 (5979): 710–722. Bibcode :2010Sci...328..710G. doi :10.1126/science.1188021. PMC 5100745 . PMID  20448178. 
  20. ^ Derbyshire J (ноябрь 2005 г.). «Призрак различия». National Review . Получено 21 сентября 2008 г.
  21. ^ Regalado A (июнь 2006 г.). «Исследование учёными генов мозга вызвало негативную реакцию». The Wall Street Journal .
  22. ^ Balter M (декабрь 2006 г.). «Профиль Брюса Лана. Человек-мозг производит фурор заявлениями о недавней эволюции человека». Science . 314 (5807): 1871–3. doi :10.1126/science.314.5807.1871. PMID  17185582. S2CID  9478090.
  23. ^ ab Timpson N, Heron J, Smith GD, Enard W (август 2007 г.). "Комментарий к статьям Эванса и др. и Мекеля-Боброва и др. о доказательствах положительного отбора MCPH1 и ASPM". Science . 317 (5841): 1036, ответ автора 1036. Bibcode :2007Sci...317.1036T. doi : 10.1126/science.1141705 . PMID  17717170.
  24. ^ 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. 
  25. ^ Баррелл Т. (29 декабря 2019 г.). «Ученые ввели ген человеческого интеллекта обезьяне. Другие ученые обеспокоены». Discover . Получено 30 декабря 2019 г.
  26. ^ Ши, Лэй и др. (27 марта 2019 г.). «Трансгенные макаки-резусы, несущие копии гена MCPH1 человека, демонстрируют неотению развития мозга, подобную человеческой». Chinese National Science Review . 6 (3): 480–493. doi : 10.1093/nsr/nwz043 . PMC 8291473. PMID  34691896 . 

Дальнейшее чтение

  • Xu X, Lee J, Stern DF (август 2004 г.). «Микроцефалин — это белок ответа на повреждение ДНК, участвующий в регуляции CHK1 и BRCA1». Журнал биологической химии . 279 (33): 34091–4. doi : 10.1074/jbc.C400139200 . PMID  15220350.
  • Wang YQ, Su B (июнь 2004 г.). «Молекулярная эволюция микроцефалина, гена, определяющего размер человеческого мозга». Human Molecular Genetics . 13 (11): 1131–7. doi : 10.1093/hmg/ddh127 . PMID  15056608.
  • Bates TC, Luciano M, Lind PA, Wright MJ, Montgomery GW, Martin NG (2008). «Недавно полученные варианты генов размера мозга ASPM, MCPH1, CDK5RAP и BRCA1, не связанные с общим познанием, чтением или языком». Intelligence . 36 (6): 689–93. doi :10.1016/j.intell.2008.04.001.
  • Пассмар С., Кайндл А.М., Титоманлио Л., Жерар Б., Грессенс П., Верлоес А. (1993). «Первичная аутосомно-рецессивная микроцефалия». В Pagon RA, Bird TD, Dolan CR, Stephens K, Adam MP (ред.). GeneReviews . Университет Вашингтона, Сиэтл. PMID  20301772.
  • «Мозги неандертальца» — лекция Брюса Лана из подкастов NYAS
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Микроцефалин&oldid=1190649702"