26.09.2014

Ученые «очеловечили» мышей, пытаясь понять истоки человеческой речи

Ученые «очеловечили» мышей, изменив у них ген, отвечающий у человека за речь. Результат — мыши успешнее обучались находить приманку в лабиринте. Возможно, так ученые нашли изменения в мышином мозге, когда-то позволившие человеку заговорить.

Способность к членораздельной речи — главная черта, отличающая человека даже от самых высокоорганизованных животных. Но речь не возникла на пустом месте. Если человек произошел от обезьяны, как предположил Дарвин, а доказала современная антропология, то и наш совершенный мозг — предмет гордости человека, это продукт эволюции. И что-то такое с ним у наших предков произошло, что сделало возможным появление речи. Но все происходящее с мозгом берет начало в генах.

Современные генетики, раскладывая по полочкам данные анализа генома человека, обращают внимание на ген FOXP2 как наиболее близкий к тому, чтобы называться геном речи. Этот ген открыл шведский ученый Сванте Паабо, знаменитый тем, что прочитал геном неандертальца, а потом и денисовского человека.

Выяснилось, что люди, у которых ген FOXP2 функционально неактивен хотя бы в одной хромосоме, страдают расстройством речи, как устной, так и письменной.

Надо сказать, что этот «ген речи» имеется не только у человека, но и у всех млекопитающих, в том числе у мышей. Мы вообще по набору генов от мышей очень мало отличаемся. Но у человека он приобрел некоторые изменения, ключевые мутации, которые и делают его необходимым для формирования речевых навыков.

Что будет, если эти изменения внести в ген FOXP2 у мышей, решили посмотреть исследователи из Массачусетского технологического института.

Они произвели в мышином гене две замены, сделав его человеческим.

Эта операция радикально повлияла на грызунов. Нет, говорить «очеловеченные» мыши не научились, но стали умнее своих собратьев, о чем авторы эксперимента написали в журнале PNAS.

Мышей обычных и с человеческим геном FOXP2 обучали находить приманку в лабиринте в форме буквы Т. Чтобы его получить, мышам нужно было, дойдя до развилки, бежать либо направо, либо налево. На местонахождение приманки им указывали различные ключи-подсказки.

И вот здесь «очеловеченные» мыши показали свое преимущество: они обучались быстрее и с меньшим количеством ошибок.

Далее ученые решили посмотреть, какие изменения происходили в мозге «очеловеченных» мышей. В наиболее интересующих их областях мозга они проанализировали все активные гены (для этого собрали всю РНК, которая синтезируется на матрице ДНК, в то время как ген работает). И обнаружили, что «очеловечение» одного гена сильно повлияло на уровень активности многих других генов. Далее, оказалось, что человеческий ген изменил уровень дофамина — важнейшего передатчика нервного сигнала в некоторых частях мозга мышей. А также увеличил пластичность синапсов — контактов между нейронами. Это важнейшее условие хорошего обучения.

Мыши стали более умными, прекрасно. Но при чем здесь речь, казалось бы? Но тут выяснилось, что изменения в мозге очеловеченных мышей касаются как раз того, чего не хватает людям с дефектным геном FOXP2 и с нарушением речи.

Так что ученые предположили, что им удалось в какой-то степени смоделировать развитие мозга человека на пути к развитию членораздельной речи.

В общем, еще чуть-чуть, и можно доэкспериментироваться до говорящих мышей. А если серьезно, то понять, как удалось заговорить нашим предкам.

Надежда Маркина

Источники:

1. gazeta.ru