Гены певчих птиц помогут понять речевые расстройства у людей

Исследование механизмов обучения пению у птиц открывает перспективы для изучения речевых расстройств у человека и разработки новых методов их лечения. Работа опубликована в журнале eLife.

Роль гена FoxP2

• У певчих птиц во время пения активность гена FoxP2 снижается в ключевой области мозга для вокального контроля — Area X. Это снижение вызывает изменения в активности тысяч других генов.
• Ген FoxP2 также критически важен для речи у людей. Он продуцирует как полную, так и укороченную версию белка. Мутация в длинной версии у человека вызывает проблемы с речью.

Эксперимент на зебровых амадинах

Учёные использовали методы, аналогичные генной терапии, чтобы вставить версию FoxP2 в мозг самцов зебровых амадин. В результате, когда птицы пели, уровень FoxP2 не снижался, а оставался высоким. Это «разъединение» уровня гена от акта пения нарушило процесс обучения песне.

«В некотором смысле, это может быть молекулярная версия принципа "повторение — мать учения"», — пояснила старший автор исследования Стефани Уайт.

Критический период обучения

Как и люди, певчие птицы имеют критический период в молодости, когда обучение вокальным навыкам происходит наиболее эффективно. У самцов зебровых амадин он длится с 35 по 100 день после вылупления. После его закрытия обучение даётся сложнее.

Генетические сети и перспективы лечения

Исследователи обнаружили, что у молодых птиц пение активирует определённые наборы («сюиты») генов, связанных с обучением. Эти паттерны исчезают у взрослых особей. Многие из этих генов важны для развития речи у человека.

• Вмешательство в работу длинной версии FoxP2 нарушало обучение.
• Вмешательство в работу короткой версии FoxP2 не мешало обучению, но делало песню менее вариативной.

«Мы определили сети генов, вовлечённые в вокальное обучение в критический период, включая гены, связанные с человеческой речью. Фармакологическое воздействие на эти пути может привести к созданию новых лекарств для лечения нарушений коммуникации у людей», — заявила Стефани Уайт.

Учёные сравнивают скоординированные изменения тысяч генов в Area X с оркестром, дирижёром которого выступает ген FoxP2.