Проверено Эмили Хендерсон, бакалавр наук 28 августа 2020 г.

Геном человека содержит более 4,5 миллионов последовательностей ДНК, называемых «мобильными элементами», эти вирусоподобные образования, которые «прыгают» и помогают регулировать экспрессию генов. Они делают это путем связывания факторов транскрипции, которые представляют собой белки, которые регулируют скорость транскрипции ДНК в РНК, влияя на экспрессию генов в широком диапазоне биологических событий.

Международная группа ученых под руководством Дидье Троно из EPFL обнаружила, что мобильные элементы играют важную роль в развитии человеческого мозга. Исследование опубликовано в Science Advances .

Ученые обнаружили, что мобильные элементы регулируют развитие мозга, взаимодействуя с двумя специализированными белками из семейства белков, известных как «ассоциированные с Крюппелем» белки с цинковыми пальцами, или KZFP. В 2019 году другое исследование, проведенное Троно, показало что KZFP усмиряют регуляторную активность мобильных элементов в первые несколько дней жизни плода. Однако они подозревали, что эти регуляторные последовательности впоследствии повторно воспламеняются, чтобы управлять развитием и функцией взрослых органов.

Исследователи идентифицировали два KZFP как специфичных только для приматов и обнаружили, что они экспрессируются в определенных областях человеческого развивающегося и взрослого мозга. Они также заметили, что эти белки продолжают контролировать активность мобильных элементов – по крайней мере, в нейронах и органоидах мозга, культивируемых в лаборатории. В результате эти два KZFP влияли на профиль дифференцировки и нейротрансмиссии нейронов, а также защищали эти клетки от воспалительных реакций, которые в противном случае запускались бы, если их целевые мобильные элементы оставались экспрессироваться.

Эти результаты показывают, как два белка, появившихся совсем недавно в процессе эволюции, внесли свой вклад в формирование человеческого мозга, облегчая коопцию мобильных элементов, этих вирусоподобных сущностей, которые с незапамятных времен модернизировали геном наших предков. Наши результаты также предполагают возможные патогенетические механизмы таких заболеваний, как боковой амиотрофический склероз или другие нейродегенеративные нарушения или нарушения развития нервной системы, что дает основания для предотвращения или лечения этих проблем ».

Дидье Троно, EPFL