Генетический вариант, определивший эволюцию основания черепа человека
Исследователи из Токийского медицинского и стоматологического университета (TMDU), Хельсинкского и Барселонского университетов идентифицировали геномный вариант, ответственный за уникальную морфологию основания черепа Homo sapiens. Результаты опубликованы в The American Journal of Human Genetics.
Ключевая роль основания черепа
Основание черепа (базикраниальная область) — место соединения с костями шеи. Его высокая степень изгиба у современного человека была ключевым эволюционным изменением, позволившим увеличить размер мозга. Большинство таких изменений происходили не в самих генах, а в регуляторных областях, управляющих их экспрессией.
Поиск значимого варианта
Учёные искали однонуклеотидные полиморфизмы (SNPs), которые по-разному регулируют гены в базикраниальной области у Homo sapiens по сравнению с вымершими гомининами. Особое внимание привлёк вариант rs41298798, расположенный в гене TBX1.
Регуляция гена TBX1
Эксперименты на клеточных линиях показали:
- «Предковая» форма SNP (у вымерших гомининов) связана с более низкой экспрессией TBX1.
- Форма, найденная у Homo sapiens, обеспечивает более высокий уровень TBX1.
Подтверждение на модели мыши
«Мы использовали мышиную модель с пониженной экспрессией Tbx1, — объясняет ведущий автор Норико Фунато. — Это привело к изменениям морфологии основания черепа и преждевременному отвердению хрящевого сустава, где кости срастаются, ограничивая рост черепа». Изменения у мышей с нокаутом Tbx1 напоминали известную базикраниальную морфологию неандертальцев.
Связь с генетическими синдромами человека
Аналогичные морфологические изменения наблюдаются при человеческих синдромах, связанных с низкой «дозой» гена TBX1, таких как синдром ДиДжорджи и велокардиофациальный синдром. Это подтверждает значимость данного генетического варианта для эволюции уникального строения черепа человека.
Значение открытия
Идентификация варианта rs41298798 проливает свет на эволюцию человека и даёт новое понимание распространённых генетических состояний, связанных с пониженной экспрессией TBX1.