Sofortiger Sprung in der menschlichen Brain Evolution Mai vertrieben wurden durch extra Gene

Eine teilweise , doppelte Kopie eines Gens wird für die kritischen Funktionen des menschlichen Gehirns , die uns von unseren nächsten Verwandten unterscheiden Primaten verantwortlich. Vor etwa zwei oder drei Millionen Jahren hat die bedeutsamen Genduplikation Ereignis eingetreten ist , in einer kritischen Übergang in der Entwicklung der menschlichen Abstammungslinie , nach ein paar Studien frühen Online veröffentlicht in der Zeitschrift Cell,a Cell Press Veröffentlichung .

Die Studien sind die ersten, die evolutionäre Geschichte und Funktion aller einzigartige menschliche Gen Duplikat zu erkunden. Diese "extra" Gene sind von besonderem Interesse , da sie wahrscheinlich Rohstoffquellen für die adaptive evolutionäre Veränderung . Bisher studieren sie war eine technische Herausforderung , da sie fast nicht voneinander zu unterscheiden sind .

" Es gibt etwa 30 Gene, die selektiv in den Menschen dupliziert wurden ", sagte Franck Polleux , Experte für die Entwicklung des Gehirns am Scripps Research Institute. " Dies sind einige unserer neuesten genomischen Innovationen. "

Interessanterweise viele dieser Gene scheinen eine Rolle bei der Entwicklung des Gehirns spielen . Polleux und Evan Eichler, eine Genomwissenschaftler an der University of Washington, konzentriert ihr Know-how und die Aufmerksamkeit auf eines der als SRGAP2 bekannten Genen . Dieses Gen ist in der Tat, wurde mindestens zweimal im Laufe der menschlichen Evolution zum ersten Mal vor über 3.500.000 Jahre verdoppelt , und dann noch einmal vor etwa 2,5 Millionen Jahren.

Die neue Arbeit zeigt, dass die zweite und relativ neue Duplikationsereignis erzeugt nur eine teilweise Kopie des Gens . Diese Kopie wirkt genau zur gleichen Zeit und Ort wie das Original , so dass sie die Interaktion mit und die Funktion des Ur-Gen blockieren .

"Diese Innovation könnte ohne diese unvollständige Vervielfältigung geschehen ", so Eichler . "Unsere Daten deuten darauf hin, einen Mechanismus, in denen eine unvollständige Vervielfältigung dieses Gen hat eine neue Funktion " bei der Geburt . "

Interessanterweise scheint das neue Gen auf ( in Homo sapiens so ), die modernen Menschen geführt entstanden sind ebenso wie der Fossilienbestand zeigt einen Übergang von ausgestorbenen Vorfahren Australopithecus Menschen zur Gattung Homo . Das ist auch dann, wenn das Gehirn unserer Vorfahren begann zu erweitern und , wenn dramatische Veränderungen in der kognitiven Fähigkeiten wahrscheinlich sind hervorgegangen sind .

Die Forscher glaube nicht, dass SRGAP2 ist für die Hirn Expansion verantwortlich , sondern die genetische Störung hat zwar potenzielle Vorteile . Polleux und Kollegen ahmen die Funktionsweise des menschlichen spezifischen SRGAP2 Vervielfältigung bei Mäusen. Sie zeigen, dass der Verlust der Funktion SRGAP2 Migration Neuronen im sich entwickelnden Gehirn beschleunigt , möglicherweise hilft ihnen ihr Ziel effizienter erreichen. Außerdem Neuronen, SRGAP2 Funktion aufweisen , aufgrund Ausdruck der menschlichen spezifische SRGAP2 Mehr noppenartigen Erweiterungen oder Stacheln auf ihren Oberflächen , so dass die Neuronen erscheinen viel mehr , wie sie im menschlichen Gehirn gefunden. Diese Stacheln ermöglichen Verbindungen zwischen Nervenzellen zu bilden.

Neben der Bereitstellung von Einblick in die Ursprünge der modernen menschlichen Gehirn , bieten die Ergebnisse Hinweise auf die neurologische Entwicklungsstörungen , die Menschen sind so anfällig für die Entwicklung , einschließlich Autismus, Epilepsie und Schizophrenie , In der Entwicklung der neuronalen Verbindungen betroffen ist. Die Forscher weisen auf bekannte Fälle von Menschen mit strukturellen Hirndefekte und andere Symptome, die zu einer Störung der angestammten SRGAP2 zurückverfolgt werden kann . Sie wollen nun für die Menschen tragen Defekte im humanspezifischen " Enkelin " zu kopieren und zu suchen.

Wenn dies Genduplikation tatsächlich eine unmittelbare Wirkung im Laufe der Evolution so Eichler und Polleux Verdächtigen produzieren , erwarten sie muss es eine faszinierende Zeit, in der Geschichte der Menschheit gekennzeichnet durch " große Unterschiede " in der menschlichen Kognition und Verhalten haben . SRGAP2 und anderen menschlichen spezifischen Gen Doppelwerten kann auch dazu beitragen, die großen Unterschiede zwischen Menschen und anderen Primaten , obwohl einige offensichtlichen Unterschiede in unserem Genom-Sequenzen zu erklären.

"Wir können haben an den falschen Arten von Mutationen , um Mensch und Menschenaffen Unterschiede zu erklären gesucht ", sagt Eichler . " - Potenziell weltbewegend - Diese episodischen und große Vervielfältigung Ereignisse können sich für eine radikale erlaubt haben . Veränderungen in der Entwicklung des Gehirns und der Gehirnfunktion "