Gli scienziati hanno sviluppato un metodo che determina se i geni umani e degli scimpanzé funzionano in modo diverso.

Secondo il sito web Nauka i jizn, il nuovo metodo ha rivelato quanto cambiamento abbia causato la differenza dell'1% tra i genomi di esseri umani altamente compatibili e di scimpanzé. Si scopre che il problema non è con geni o mutazioni specifici presenti negli esseri umani e non negli scimpanzé. Il problema è nelle specifiche aree regolatorie che controllano l'attività genetica nel DNA. Tali aree regolatorie non codificano alcuna proteina o RNA, ma influenzano la quantità di proteine ​​o RNA ottenuta da un gene o da un altro.

È stato scoperto che gli stessi geni funzionano a intensità diverse o su "programmi" diversi sia negli esseri umani che negli scimpanzé senza alcuna mutazione speciale. Questo fa la differenza tra umani e scimpanzé. Pertanto, vale la pena notare le differenze nascoste negli elementi normativi. Questi elementi sono diversi. Alcuni di loro possono influenzare geni lontani, anche su altri cromosomi. Questi sono chiamati elementi trans-regolatori e di solito controllano molti geni contemporaneamente. Nelle specie strettamente imparentate, di solito funzionano allo stesso modo. Altri: elementi regolatori cis controllano i geni nel DNA, accanto ad esso. I casi di differenze tra specie affini sono dovuti a elementi di regolazione cis.

I ricercatori della Stanford University hanno studiato le differenze tra gli elementi cis nel DNA umano e nel DNA di scimpanzé. Tuttavia, questa ricerca è stata condotta in un modo unico. Inizialmente, le cellule umane e di scimmia convertivano le cellule mature in cellule staminali - queste cellule staminali pluripotenti assomigliavano alle cellule embrionali nelle loro caratteristiche: potevano dividersi in infinite divisioni e in qualsiasi tipo di cellula. Queste cellule staminali artificiali sono state quindi combinate per formare cellule staminali ibride, che erano presenti contemporaneamente sia nel DNA umano che nel DNA di scimpanzé. I ricercatori hanno fatto questo in modo che il genoma umano e il genoma dello scimpanzé fossero nello stesso ambiente cellulare. Perché per studiare l'attività di diversi tipi di geni, è necessario tenere conto di come questa attività cambia nel tempo. Allo stesso tempo, diversi organismi si sviluppano a velocità diverse, non dobbiamo dimenticare che è cresciuto e invecchiato. Se un gene sembra funzionare in modo diverso in uno scimpanzé rispetto a un essere umano, è necessario determinare la differenza nel principio di funzionamento del gene. Ci sono altri fattori che ci impediscono di vedere il ruolo regolatorio degli elementi cis. Per far fronte a tutti questi fattori, scimpanzé e cellule umane sono state combinate in uno solo. Quindi sono stati diretti nella direzione dei nervi: dovevano prendere le cellule cerebrali. Le cellule staminali ibride vengono coltivate in condizioni che imitano parzialmente una parte molto piccola del cervello, o meglio la corteccia, quando possono creare una piccola area cellulare. Se la cellula si unisce a una struttura tridimensionale, se ha "vicini" con cui scambia informazioni su lati diversi, allora i geni funzioneranno come in un vero organo. Se un gene sembra funzionare in modo diverso in uno scimpanzé rispetto a un essere umano, è necessario determinare la differenza nel principio di funzionamento del gene. Ci sono altri fattori che ci impediscono di vedere il ruolo regolatorio degli elementi cis. Per far fronte a tutti questi fattori, scimpanzé e cellule umane sono stati combinati in uno solo. Quindi sono stati diretti nella direzione dei nervi: dovevano prendere le cellule cerebrali. Le cellule staminali ibride vengono coltivate in condizioni che imitano parzialmente una parte molto piccola del cervello, o meglio la corteccia, quando possono creare una piccola area cellulare. Se la cellula si unisce a una struttura tridimensionale, se ha "vicini" con cui scambia informazioni su lati diversi, allora i geni funzioneranno come in un organo reale. Se un gene sembra funzionare in modo diverso in uno scimpanzé rispetto a un essere umano, è necessario determinare la differenza nel principio di funzionamento del gene. Ci sono altri fattori che ci impediscono di vedere il ruolo regolatorio degli elementi cis. Per far fronte a tutti questi fattori, scimpanzé e cellule umane sono stati combinati in uno solo. Quindi sono stati diretti nella direzione dei nervi: dovevano prendere le cellule cerebrali. Le cellule staminali ibride vengono coltivate in condizioni che imitano parzialmente una parte molto piccola del cervello, o meglio la corteccia, quando possono creare una piccola area cellulare. Se la cellula si unisce a una struttura tridimensionale, se ha "vicini" con cui scambia informazioni su lati diversi, allora i geni funzioneranno come in un organo reale. Ci sono altri fattori che ci impediscono di vedere il ruolo regolatorio degli elementi cis. Per far fronte a tutti questi fattori, scimpanzé e cellule umane sono state combinate in uno solo. Quindi sono stati diretti nella direzione dei nervi: dovevano prendere le cellule cerebrali. Le cellule staminali ibride vengono coltivate in condizioni che imitano parzialmente una parte molto piccola del cervello, o meglio la corteccia, quando possono creare una piccola area cellulare. Se la cellula si unisce a una struttura tridimensionale, se ha "vicini" con cui scambia informazioni su lati diversi, allora i geni funzioneranno come in un organo reale. Ci sono altri fattori che ci impediscono di vedere il ruolo regolatorio degli elementi cis. Per far fronte a tutti questi fattori, scimpanzé e cellule umane sono state combinate in uno solo. Quindi sono stati diretti nella direzione dei nervi: dovevano prendere le cellule cerebrali. Le cellule staminali ibride vengono coltivate in condizioni che imitano parzialmente una parte molto piccola del cervello, o meglio la corteccia, quando possono creare una piccola area cellulare. Se la cellula si unisce a una struttura tridimensionale, se ha "vicini" con cui scambia informazioni su lati diversi, allora i geni funzioneranno come in un vero organo. Quindi sono stati diretti nella direzione dei nervi: dovevano prendere le cellule cerebrali. Le cellule staminali ibride vengono coltivate in condizioni che imitano parzialmente una parte molto piccola del cervello, o meglio la corteccia, quando possono creare una piccola area cellulare. Se la cellula si unisce a una struttura tridimensionale, se ha "vicini" con cui scambia informazioni su lati diversi, allora i geni funzioneranno come in un organo reale. Quindi sono stati diretti nella direzione dei nervi: dovevano prendere le cellule cerebrali. Le cellule staminali ibride vengono coltivate in condizioni che imitano parzialmente una parte molto piccola del cervello, o meglio la corteccia, quando possono creare una piccola area cellulare. Se la cellula si unisce a una struttura tridimensionale, se ha "vicini" con cui scambia informazioni su lati diversi, allora i geni funzioneranno come in un organo reale.

Nelle cellule staminali, gli organelli imitano le prime fasi dello sviluppo del cervello. Durante i 200 giorni in cui sono cresciuti, i ricercatori hanno osservato differenze nell'attività di migliaia di geni (cioè, geni delle scimmie e geni umani hanno funzionato in modo diverso nella stessa cellula ibrida). Tutte queste differenze sono dovute alle caratteristiche degli elementi di regolazione cis.

Un articolo pubblicato sulla rivista Nature discute il gene SSTR2, che è il più attivo nei neuroni umani. SSTR2 codifica per il recettore del neurotrasmettitore della somatostatina. I neuroni umani sono più sensibili alla somatostatina rispetto agli scimpanzé. I neuroni umani funzionano in modo diverso a causa dell'SSTR2 altamente attivo; È possibile che la differenza cognitiva tra esseri umani e scimpanzé sia ​​più correlata a SSTR2. A proposito, SSTR2 è associato a malattie psiconeurologiche come la schizofrenia e l'Alzheimer. È possibile che questi siano effetti aggiuntivi della sua attività.

Un esperimento simile è stato eseguito con cellule staminali fuse, così come il loro sviluppo in direzione delle ossa facciali e della cartilagine. In questo caso, sono stati identificati numerosi geni che funzionano in modo diverso. Tra questi, EVC2 ha attirato più attenzione. Si attiva sei volte negli scimpanzé. 25 caratteristiche del viso dipendono da EVC2. EVC2, che è meno attivo, rende il viso più levigato.

L'importante per gli autori non è mostrare questo o quel gene, ma mostrare un nuovo metodo che metta a confronto il lavoro dei geni e dei loro elementi regolatori. I ricercatori non hanno ancora commentato le proprietà specifiche degli elementi regolatori, ma il loro metodo ci consente di dimostrare che i geni funzionano in modo diverso a causa di questi regolatori.