Американские ученые проверили новую гипотезу о развитии мозга живых организмов

Американские ученые проверили новую гипотезу о развитии мозга живых организмов

Новую гипотезу о развитии мозга живых организмов проверили американские ученые.

Различия в структуре мозга у пресноводных рыб цихлид, обитающих в различных условиях, закладываются на самых ранних стадиях его развития, еще до появления нервных клеток и, воздействуя на гены, можно вырастить эмбриона одного вида с мозгом, похожим на мозг представителей другого вида.

В 1990-е годы для описания процесса эволюции мозга у различных видов ученые предложили гипотезу под условным названием "позже - значит больше". Согласно этой гипотезе, различия в структуре мозга у разных биологических видов возникают не на ранних стадиях развития, а уже в процессе нейрогенеза, превращения клеток-прекурсоров в нейроны. Клетки-прекурсоры могут делиться неограниченно долго, поэтому, чем позже произойдет это превращение, тем крупнее будет участок мозга или весь мозг - отсюда и название гипотезы.

Группа исследователей под руководством профессора Тодда Стрилмана из Технологического института Джорджии получила экспериментальные данные, противоречащие этой гипотезе: по их словам, различия в структуре мозга у эмбрионов двух групп видов цихлид, обитающих в африканском озере Малави, закладываются уже через 48 часов после оплодотворения, еще до начала нейрогенеза.

"Нейрогенез остается очень важным процессом в развитии мозга и его эволюции. Мы просто показали, что различия, важные для структуры мозга, возникают гораздо раньше, чем считалось. Нам интересно, что говорят эти различия о раннем поведении. В рамках модели "позже значит больше" мозг на ранних стадиях развития у разных видов не должен существенно отличаться. Но теперь мы знаем, что это не так, и можем оценивать, насколько отличается и раннее поведение", - сказал Стрилман, которого цитирует пресс-служба университета.

Ученые исследовали развитие мозга у шести видов цихлид: три из них обитают на песчаном дне и питаются планктоном, а другие три вида собирают водоросли с каменного дна. Геномы у этих видов очень схожи, однако различия в способах питания и среде обитания отражаются и в структуре мозга: у "песчаных" видов более развиты участки мозга, отвечающие за зрение, например, таламус, а у "каменных" - за ориентацию в трехмерной среде, например, конечный мозг.

Исследователи обнаружили, что разница в относительных размерах этих структур мозга у эмбрионов разных видов проявляется уже в течение первых двух-четырех суток после оплодотворения, до начала нейрогенеза. Эта разница объясняется различиями в работе группы генов, которая, как известно из предыдущих экспериментов, может регулировать разделение мозга на переднюю и заднюю части.

Группа Стрилмана решила проверить, можно ли воздействовать на эту группу генов так, чтобы сформировать у эмбриона "каменного" вида мозг, характерный для "песчаного" вида. Ученые выяснили, что обработка эмбрионов хлоридом лития в течение трех-пяти часов на ранней стадии формирования мозга приводит к тому, что один из генов группы, wnt1, проявляется сильнее, что, в свою очередь, приводит к перегруппировке клеток-прекурсов в задний таламус и увеличению его размеров.

"Мы предлагаем новую интерпретацию того, как у живых организмов возникает разнообразие структур мозга. Различия в самых ранних центрах сигналов и формирования последовательностей импульсов закладывают "чертежи" того, как (мозг) будет развиваться в процессе роста и нейрогенеза", - заключают авторы статьи.

Источник: www.topnews.ru

Ещё в разделе

Негативные последствия близкородственных браков на примере семейства Дарвинов

Негативные последствия близкородственных браков на примере семейства Дарвинов

Учёные из Университета штата Огайо (США) и Университета Сантьяго-де-Компостелы (Испания) проиллюстрировали утверждение о том, что дети, рождённые в браках двоюродных братьев и сестёр, умирают в несовершеннолетнем возрасте несколько чаще

Ученые делают успехи в изучении генома гипертонии

Ученые делают успехи в изучении генома гипертонии

Гипертония – хроническое повышение артериального давления – поражает более 25% всего взрослого населения земного шара.

Неизвестные подробности о ДНК

Неизвестные подробности о ДНК

Ученые из университетского колледжа Лондона (University College London), Великобритания, обнаружили, что некоторые вирусы могут превращать клетки в «вирусные отели», используя крошечные молекулы из человеческой ДНК

Открыт секрет старения кожи

Открыт секрет старения кожи

Открытие было сделано научной группой известной фармацевтической компании

Ученые расшифровали геном певчей птички

Ученые расшифровали геном певчей птички

Певчие птицы используют песню не только для коммуникации, но и в "образовательных" целях: птенец осваивает вокальный репертуар, обучаясь у родителей.

Показан безопасный способ доставки генетической информации с помощью наночастиц

Показан безопасный способ доставки генетической информации с помощью наночастиц

Американские специалисты продемонстрировали безопасный способ доставки генетической информации с помощью наночастиц и доказали его эффективность в опытах на мышах, страдающих пигментной дистрофией сетчатки.

Женский секрет долголетия

Женский секрет долголетия

Японские ученые выяснили, что в половых клетках мужских особей животных содержатся особые гены, которые сокращают срок их жизни по сравнению с самками.

В заикание виноваты гены

В заикание виноваты гены

Отчет об исследовании, проведенном группой специалистов под руководством Денниса Дрэйны из Национального института глухоты и нарушений речи опубликован в New England Journal of Medicine

Двойная птица объединила петуха и курицу в одном теле

Двойная птица объединила петуха и курицу в одном теле

Клетки организма млекопитающих, обладая женским либо мужским набором хромосом, в остальном неразличимы по полу до определённой стадии развития.

Решена одна из величайших загадок биологии

Решена одна из величайших загадок биологии

Международная группа ученых впервые обнаружила механизм, который контролирует репликацию (удвоение) молекулы ДНК.

Ген кролика помог комнатному растению эффективней очищать воздух

Ген кролика помог комнатному растению эффективней очищать воздух

Ученые из Вашингтонского университета установили, что ген кролика, вставленный в геном комнатного растения, значительно увеличивает его способность поглощать из воздуха вредные для здоровья примести: бензол и хлороформ.

Способны ли клеточные органеллы нагреваться?

Способны ли клеточные органеллы нагреваться?

Группа ученых, в которую вошли представители из нескольких стран смогли осуществить сложный эксперимент. Речь идет об измерении температуры митохондрий в живой клетке. Результаты исследования показали, что температура органелл в процессе работы составляет 50 градусов.

Растения, словно люди, способны устанавливать приоритеты

Растения, словно люди, способны устанавливать приоритеты

Результаты нового исследования показали, что растения, в случае нападения вредителей в первую очередь защищают цветки, а не листья, как было принято считать до настоящего момента. Кроме того, также стало известно, что при одновременном нападении гусениц, тли и патогенных бактерий, главным врагом по определению растения становится гусеница и, именно против нее, прежде всего, активируются защитные механизмы.

Первый полусинтетический организм – миф или реальность

Первый полусинтетический организм – миф или реальность

Научным сотрудникам из института Scripps удалось осуществить уникальный эксперимент. Суть исследования состояла в создании новых нуклеиновых оснований с дальнейшим их вживлением в ДНК. В результате проведения эксперимента генетики создали первую в мире полусинтетическую бактерию.

Теперь и аллигаторы смогут летать

Теперь и аллигаторы смогут летать

Благодаря длительным исследованиям ученые смогли определить гены, которые отвечают за формирование чешуи у рептилий и перьев у птиц. Полученная информация дала возможность вырастить эмбрионы аллигатора с измененными внешними покровами. Конечно, достигнуть положительного результата удалось только при посредстве генетических манипуляций.

В теле нематод выявили уникальный ген

В теле нематод выявили уникальный ген

Специалисты из Калифорнийского университета выяснили, что в нематодах Caenorhabditis elegans присутствует ген, несущий ответственность за кодирование вредного для червя токсина. Ген не считается полезным для червя и не исчезает в процессе естественного отбора, так как отвечает еще и за синтез противоядия, которое необходимо для выживания потомства в теле матери.

Найдены новые микроорганизмы с новым механизмом адаптации

Найдены новые микроорганизмы с новым механизмом адаптации

Американские ученые смогли обнаружить ряд ранее неизвестных организмов, которые постоянно мутируют. Склонность к постоянной мутации зависит от генетического механизма, называемого регенерирующим разнообразием ретроэлемента.

Генетики раскрыли механизм эволюции бактерий

Генетики раскрыли механизм эволюции бактерий

Ученые из Института Броуда и Гарвардского университета смогли найти мутации, которые стимулируют появление бактерий с уникальными свойствами. В частности речь идет об устойчивости к антибиотикам разного типа. Более того, такая устойчивость позволяет микроорганизмам провоцировать неизлечимые патологии.

Американцы создали асоциальных муравьев

Американцы создали асоциальных муравьев

Американские ученые из Рокфеллеровского университета смогли создать уникальных муравьев. В частности речь идет о генетически модифицированных насекомых, которые избегают своих сородичей. Благодаря своему творению, исследователи выяснили, что взаимодействие муравьев между собой, а затем дальнейшее формирование колонии происходит при посредстве обонятельных рецепторов, находящихся в усиках.

Оценка:

Пока комментариев нет