Qu'est-ce qui rend le cerveau humain distinctif? Une nouvelle étude publiée le 21 juillet Cellule Identifie deux gènes liés aux caractéristiques du cerveau humain et fournit une feuille de route pour en découvrir beaucoup plus. La recherche pourrait conduire à un aperçu du fonctionnement et de l'évolution du cerveau humain, ainsi que des racines des troubles linguistiques et de l'autisme.
Les gènes nouvellement caractérisés se trouvent parmi la «matière noire» du génome humain: les régions d'ADN qui contiennent de nombreuses séquences dupliquées ou répétées, ce qui les rend difficiles à étudier jusqu'à récemment. Si l'assemblage d'une séquence d'ADN, c'est comme assembler un livre à partir de pages déchirées, la reconstruire à partir de séquences répétées serait comme essayer de faire correspondre des pages en utilisant uniquement des mots comme « et » et « le. Il existe de nombreuses opportunités de décalage et de chevauchement.
Bien que difficiles à étudier, les répétitions d'ADN sont également considérées comme importantes pour l'évolution car elles peuvent générer de nouvelles versions des gènes existants pour la sélection.
« Historiquement, cela a été un problème très difficile. Les gens ne savent pas par où commencer », a déclaré l'auteur principal Megan Dennis, directrice associée de la génomique au UC Davis Genome Center et professeur agrégé au Département de biochimie et de la médecine moléculaire et du Mind Institute de l'Université de Californie à Davis.
En 2022, Dennis était un co-auteur sur un article décrivant la première séquence d'un génome humain complet, connu sous le nom de génome de référence «télomère au télomère». Cette référence comprend les régions difficiles qui avaient été exclues du premier projet publié en 2001 et qui est maintenant utilisée pour faire de nouvelles découvertes.
Identifier les gènes du cerveau humain
Dennis et ses collègues ont utilisé le génome humain télomère à télomère pour identifier les gènes dupliqués. Ensuite, ils ont trié ceux-ci pour les gènes qui sont: exprimés dans le cerveau; Trouvé chez tous les humains, basé sur des séquences du projet 1000 Genomes; et conservé, ce qui signifie qu'ils n'ont pas montré beaucoup de variations entre les individus.
Ils sont sortis avec environ 250 familles de gènes candidats. Parmi ceux-ci, ils en ont choisi pour une étude plus approfondie dans un modèle animal, le poisson zèbre. En supprimant à la fois les gènes et en introduisant des gènes dipliqués par l'homme dans le poisson zèbre, ils ont montré qu'au moins deux de ces gènes pourraient contribuer aux caractéristiques du cerveau humain: l'une appelée GPR89B a conduit à une taille de cerveau légèrement plus grande, et un autre, FRMPD2B, a conduit à une modification de la signalisation de la synapse.
C'est assez cool de penser que vous pouvez utiliser du poisson pour tester un trait cérébral humain. «
Megan Dennis, directrice associée de la génomique, UC Davis Genome Center et professeur agrégé, Département de biochimie et de médecine moléculaire et d'esprit Institut, Université de Californie, Davis
L'ensemble de données dans le Cellule Le papier est destiné à être une ressource pour la communauté scientifique, a déclaré Dennis. Il devrait faciliter le dépistage des régions dupliquées pour les mutations, par exemple liées aux déficits de langue ou autistes, qui ont été manqués lors du dépistage précédent à l'échelle du génome.
« Il ouvre de nouvelles zones », a déclaré Dennis.
Additional coauthors on the work are: Daniela Soto, José Uribe-Salazar, Gulhan Kaya, Ricardo Valdarrago, Aarthi Sekar, Nicholas Haghani, Keiko Hino, Gabriana La, Natasha Ann Mariano, Cole Ingamells, Aidan Baraban, Zoeb Jamal, Sergi Simó and Gerald Quon, all at UC Davis; Tychele Turner, Washington University St. Louis; Eric Green, National Human Genome Research Institute, Bethesda, Md.; et Aida Andrés, University College, Londres.
Les travaux ont été soutenus en partie par des subventions des National Institutes of Health, de la National Science Foundation et du Wellcome Trust.
