Studie zeigt: Genaktivität im Gehirn, die Verständnis der menschlichen Krankheiten vertiefen könnte

Anspruchsvollere Verdrahtung , nicht nur größeres Gehirn , half den Menschen über Schimpansen entwickeln

Mensch und Schimpanse Gehirn aussehen anatomisch ähnlich , weil beide von den gleichen Vorfahren vor Millionen von Jahren entwickelt. Aber woher kommt der Schimpanse Gehirn Ende und das menschliche Gehirn an?

Eine neue Studie der UCLA lokalisiert einzigartige menschliche Muster der Genaktivität im Gehirn, die Licht auf, wie wir anders entwickelt als unsere nächsten Verwandten vergießen könnte . Veröffentlicht im Voraus Online-Ausgabe NeuronKönnte Identifizierung dieser Gene das Verständnis des menschlichen Gehirns Krankheiten wie Autismus und zu verbessern Schizophrenie Sowie Lernstörungen und Suchterkrankungen .

" Die Wissenschaftler beschreiben in der Regel in Bezug auf die Evolution des menschlichen Gehirns immer größer und neue Regionen ", erklärte Studienleiter Dr. Daniel Geschwind , Gordon und Virginia MacDonald Distinguished Professor für Humangenetik und Professor für Neurologie an der David Geffen School of Medicine an der UCLA . "Unsere Untersuchungen zeigen, dass es nicht nur Größe, sondern die steigende Komplexität im Hirnzentren , die den Menschen in ihrer eigenen Art zu entwickeln geführt. "

Mit Post-mortem- Hirngewebe , Geschwind und seine Kollegen angewandt nächsten Generation Sequenzierung und anderen modernen Methoden, um Gen-Aktivität in Menschen, Schimpansen und Rhesusaffen , einen gemeinsamen Vorfahren sowohl Schimpansen und Menschen , die die Forscher , um zu sehen , wo Änderungen zwischen entstanden erlaubt zu studieren Menschen und Schimpansen . Sie konzentrierte sich auf drei Gehirnregionen - frontalen Kortex , Hippocampus und Striatum .

Durch die Verfolgung der Genexpression , der Prozess, durch den Gene produzieren die Aminosäuren, die zellulären Proteine ​​zu machen, konnten die Wissenschaftler das Erbgut für die Regionen, in denen die DNA zwischen den Arten auseinander zu suchen. Was sie sah, überraschte sie .

"Als wir uns in der Genexpression im Frontallappen , eine markante Zunahme des Molekular Komplexität des menschlichen Gehirns haben wir gesehen ", sagte Geschwind , der auch ein Professor für Psychiatrie an der Semel Institut für Neurowissenschaften und Verhalten an der UCLA .

Während der Nucleus caudatus blieb in allen drei Arten ziemlich ähnlich , änderte sich die Frontallappen dramatisch beim Menschen.

" Obwohl alle drei Arten teilen eine frontalen Kortex , zeigt unsere Analyse, dass , wie das menschliche Gehirn reguliert Moleküle und schaltet Gene an und aus entfaltet sich in einer reicheren, aufwendige Weise ", erklärt Erstautorin Genevieve Konopka , ein ehemaliger Postdoktorand in Geschwind Labor , die ist jetzt die Jon Heighten Scholar in Autism Research an der University of Texas Southwestern Medical Center . "Wir glauben, dass die komplizierte Signalwege und verbesserte Zellfunktion , die im Frontallappen entstand erstellt eine Brücke zu der menschlichen Evolution . "

Die Forscher nahmen ihre Hypothese einen Schritt weiter durch die Auswertung , wie sich die veränderten Gene auf Veränderungen in Funktion verknüpft.

"Die größten Unterschiede in der Expression von menschlichen Genen in Plastizität beteiligt aufgetreten - die Fähigkeit des Gehirns , Informationen zu verarbeiten und anpassen ", sagte Konopka . " Dies unterstützt die Annahme, dass das menschliche Gehirn entwickelt, um höhere Raten von Lernen zu ermöglichen . "

Ein Gen insbesondere CLOCK verhielt sehr unterschiedlich im menschlichen Gehirn . Sie gilt als die Hauptregulator des zirkadianen Rhythmus, wird CLOCK bei affektiven Störungen wie gestört Depression und bipolare Syndrom.

"Gruppen von Genen ähneln Speichen an einem Rad - sie einen Hub -Gen , die oft wirkt wie ein Dirigent kreisen ", sagte Geschwind . " Zum ersten Mal haben wir gesehen, CLOCK Annahme einer Hauptrolle , dass wir vermuten, ist unabhängig von zirkadianen Rhythmus. Seine Präsenz bietet eine potentiell interessante Ahnung , dass es eine andere Funktion wesentlich für den menschlichen Gehirns orchestriert . "

Beim Vergleich des menschlichen Gehirns zu den nicht-menschlichen Primaten , sahen die Forscher mehr Verbindungen zwischen Gen- Netzwerke, die FOXP1 und FOXP2 vorgestellt. Frühere Studien haben diese Gene auf den Menschen " einzigartige Fähigkeit, Sprache zu erzeugen und zu verstehen, die Sprache gebunden .

" Connectivity Maßnahmen wie Gene interagieren mit anderen Genen , die eine starker Indikator für funktionelle Veränderungen ", sagte Geschwind . " Es macht absolut Sinn , dass Gene in Sprech- und Sprach beteiligt wäre, in den nicht- menschlichen Primaten Gehirn weniger verbunden - . Und im menschlichen Gehirn sehr verbunden "

Der nächste Schritt des UCLA-Team wird es sein, ihre komparativen Suche auf 10 oder mehr Regionen der Mensch, Schimpanse und maque Gehirn erweitern.