Российские генетики обнаружили в ДНК миног, примитивных бесчелюстных рыб, особый ген, эволюция которого позволила нашим предкам обзавестись черепной коробкой и сложным мозгом, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

"Мы нашли у миноги, самого древнего из ныне живущих позвоночных, ген Anf/Hesx1. Мы считаем, что ключевым событием в создании условий для возникновения у позвоночных, в том числе и у нас с вами, конечного мозга было появление у их предков данного гена", — рассказывает Андрей Зарайский из Института биоорганической химии РАН, чьи слова приводит пресс-служба института.

Одним из главных отличий современных позвоночных животных от представителей беспозвоночной фауны является то, что мы обладаем сложным, высокоразвитым мозгом и твердой оболочкой – черепом, который защищает мягкую нервную ткань от повреждений. Как возникла эта оболочка, что появилось первым – мозг или череп – остается предметом дискуссий среди ученых.

Тайны возникновения мозга, черепа и челюстей ученые пытаются раскрыть, наблюдая за жизнью, развитием и работой генов у миног и миксин – самых примитивных рыб. Эти бесчелюстные рыбы, как сегодня считают ученые, очень похожи на первых позвоночных существ, живших в первичном океане Земли около 400-450 миллионов лет назад.

Зарайский и его коллеги приблизились к разгадке секретов эволюции предков человека и всех остальных позвоночных животных, изучая то, как работают гены в зародышах миног. Ученые определяют, какие гены присутствуют в ДНК позвоночных животных и отсутствуют у насекомых и прочих беспозвоночных существ.

Еще в 1992 году, как рассказывают российские генетики, им удалось обнаружить в ДНК эмбрионов лягушек ген Xanf, управлявший ростом передней части зародыша, в том числе мозга и лица. Специалисты предположили, что этот ген мог "дирижировать" ростом мозга и черепа у позвоночных животных, однако идея не находила поддержки по той причине, что данный ген отсутствовал у миног и миксин, примитивнейших позвоночных.

Оказалось, что он все же присутствует в ДНК этих рыб, хотя и в несколько измененном виде. Ученым потребовалось пойти на множество хитростей, чтобы "выудить" Xanf из зародыша и доказать, что он работает подобно его аналогу в ДНК лягушек, человека и прочих животных.

Для этого ученые вырастили несколько зародышей арктических миног (Lethenteron camtschaticum), дождались, когда у них начнет развиваться голова, после чего извлекли из нее большое количество молекул РНК, которые клетки вырабатывают при "чтении" генов, и повернули этот процесс вспять, собрав большое количество коротких цепочек ДНК. Они фактически представляют собой копии тех генов, которые наиболее активны в клетках зародыша миног.

Такие последовательности ДНК гораздо проще анализировать. Их изучение позволило Зарайскому и его коллегам выделить пять возможных версий гена Xanf, каждая из которых содержит в себе инструкции по синтезу белков, почти идентичных тем, которые были найдены в организме лягушек в 1992 году.

Наблюдения за работой этого гена показали, что он работает практически так же, как его аналог в ДНК более "продвинутых" позвоночных животных, за одним небольшим исключением: он включается заметно позже. Из-за этого череп и мозг миног обладают скромными размерами.

Тем не менее, сходства в структуре и принципах работы Anf/Hesx1 и Xanf говорят о том, что данный ген, появившийся около 550 миллионов лет назад, играет определяющую роль в жизни позвоночных животных. Он, скорее всего, был одним из двигателей эволюции самых далеких предков человека.

https://ria.ru/science/20161223/1484422464.html