Исследование, опубликованное в PNAS, раскрывает эволюционную историю и функцию гена MN1. Ученые из Института эволюционной биологии Макса Планка показали, что этот ген, связанный ранее с опухолями мозга и лейкемией, появился сотни миллионов лет назад у примитивных беспозвоночных животных. С развитием позвоночных MN1 претерпел структурные изменения, став необходимым для формирования мозга и черепа.
Мозг и череп развиваются вместе, образуя биологический дуэт, который обеспечивает защиту и жизнеспособность организма. Ген MN1 регулирует этот процесс, влияя на рост эмбрионального мозга и развитие костей черепа. При отсутствии MN1 нарушается сегментация мозга, неправильно формируются нервы и кости черепа, что приводит к симптомам, схожим с расщелиной неба и деформациями черепа у людей.
Исследователи проследили, что у челюстных позвоночных MN1 приобрел новый участок, кодирующий особый домен, необходимый для его функции. Более того, ген контролирует уровни ретиноевой кислоты — молекулы, важной для эмбрионального развития. MN1 также влияет на гены Hox, которые определяют план тела по оси головы и хвоста.
Это открытие помогает понять, как эволюция гена позволила интегрировать его в древние сигнальные системы и стимулировать развитие сложных черт организма. Также исследование объясняет, почему пациенты с лейкемией, имеющие высокий уровень MN1, хуже реагируют на терапию ретиноевой кислотой — ген ускоряет деградацию лекарства.
Результаты работы имеют важное значение для понимания не только эволюции мозга и черепа, но и развития многих врожденных заболеваний, связанных с мутациями MN1, которые влияют на нервную систему и лицо.
Интересно, как генетические механизмы формирования мозга и черепа связаны с нашими возможностями восприятия и управления окружающим миром. Современные технологии идут дальше и уже позволяют напрямую взаимодействовать с мозгом через нейроимплантаты. Об этом вы можете узнать подробнее в другой статье.