Американские биологи выяснили, что главный орган нашей нервной системы появился около 550 млн лет назад.
Открытие совершила группа исследователей под руководством Кайла Ло — сотрудника Института биологии стволовых клеток и регенеративной медицины (США), сообщает ТАСС. Результаты их работы опубликованы в журнале Nature Neuroscience. Ученые установили, что мозг общих предков человека и других позвоночных сформировался в начале кембрийского периода. В его основу легли две обособленные нервные структуры.
— Нам впервые удалось показать, что передний мозг формируется в зародыше из совершенно иного класса «заготовок» нейронов, нежели его задние отделы. Это указывает на то, что эволюция взяла две уже существовавшие независимые системы и объединила их в одну «упаковку». Такое слияние повысило эффективность работы органа, однако на самом базовом уровне он все равно состоит из двух разнородных половин, — пишут авторы исследования.
Биологи пришли к таким выводам, наблюдая за созреванием стволовых клеток у эмбрионов мышей. Чтобы подтвердить гипотезу, авторы работы воспроизвели эти процессы на «перепрограммированных» человеческих клетках, отслеживая изменения в структуре ДНК и активности генов.
Выяснилось, что в мозге млекопитающих существует два типа «заготовок» нейронов с принципиально разным поведением генов:
- Otx2-клетки отвечают за построение переднего и среднего отделов (эта система изначально обеспечивала высшую нервную деятельность).
- Gbx2-клетки управляют развитием заднего мозга и мозжечка (данная структура отвечала за поддержание жизнедеятельности).
Эксперименты показали, что эти клеточные предшественники не способны заменять друг друга, а их развитие радикально отличается уже на самых ранних стадиях жизни эмбриона. Это доказывает, что в далеком прошлом они образовывали две параллельные и автономные нервные системы.
Новые данные не только меняют научные представления о происхождении мозга, но и открывают важные медицинские перспективы. Опираясь на результаты исследования, биологи впервые смогли вырастить из стволовых клеток моторные нейроны мозжечка. Именно их повреждение приводит к тяжелым патологиям, таким как боковой амиотрофический склероз.
