Исследователи из Университета Питтсбурга и Университета Левена обнаружили набор генов, которые влияют на форму головы у людей. Эти результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, помогают объяснить разнообразие форм головы человека, а также могут дать важные подсказки о генетической основе заболеваний, поражающих череп, таких как краниосиностоз.
Анализируя размеры свода черепа — части черепа, которая образует закругленную верхнюю часть головы и защищает мозг — команда определила 30 областей генома, связанных с различными аспектами формы головы, о 29 из которых ранее не сообщалось.
«Антропологи размышляют и обсуждают генетику формы свода черепа с начала 20-го века», — сказал соавтор исследования профессор Сет Вайнберг. «Благодаря некоторым редким условиям жизни человека и экспериментам на животных мы знали, что гены играют важную роль в размере и форме свода, но очень мало было известно о генетической основе типичных особенностей, которые мы наблюдаем у населения в целом, например, почему у кого-то голова длинная и узкий против короткого и широкого. Это исследование выявило некоторые ключевые гены, вызывающие изменения в этой части человеческого тела».
По мнению исследователей, одним из способов лучшего понимания факторов, которые определяют естественные вариации формы головы человека, являются данные палеоантропологических исследований, которые потенциально могут пролить свет на раннее развитие современного человека.
Вайнберг и его коллеги использовали магнитно-резонансное (МР) сканирование более чем 6000 подростков, чтобы извлечь трехмерные поверхности, соответствующие своду черепа. После разделения трехмерных поверхностей свода на постепенно меньшие анатомические части и количественной оценки формы этих частей они протестировали более 10 миллионов генетических вариантов на наличие доказательств статистической связи с показателями формы свода.
«Предыдущие генетические исследования свода черепа включали небольшое количество относительно простых мер», — добавил Вайнберг. «Хотя такие меры часто легко получить, они могут не уловить биологически значимые особенности. В нашем анализе использовался инновационный подход, позволяющий описать форму трехмерного свода гораздо более полными и детальными способами. Этот подход увеличил нашу способность находить генетические ассоциации».
Важным открытием стало то, что многие из сильных ассоциаций находятся рядом с генами, которые играют ключевую роль в раннем формировании головы и лица, а также в регуляции развития костей. Например, варианты в гене RUNX2 и рядом с ним, который играет важную роль в координации развития черепа, были связаны с множеством аспектов формы свода.
В то время как некоторые гены, включая RUNX2, имели глобальные эффекты, охватывающие весь свод, другие демонстрировали более локализованные эффекты, которые воздействовали только на определенную часть свода, например, на центральную часть лба.
Когда исследователи сравнили 30 геномных регионов, связанных с формой головы, у участников европейского, африканского и коренного американского происхождения, они обнаружили, что большинство генетических ассоциаций были общими для этих разных предковых групп.
По словам Вайнберга, хотя исследование было сосредоточено на здоровых участниках, полученные результаты могут дать важные подсказки о биологической основе заболеваний, затрагивающих свод черепа.
Одним из таких состояний является краниосиностоз, который возникает, когда кости черепа срастаются слишком рано, в то время как мозг еще быстро растет. Без нейрохирургического вмешательства краниосиностоз может привести к необратимому уродству, повреждению головного мозга, слепоте и даже смерти. Команда показала, что варианты трех генов, связанных с формой свода, BMP2, BBS9 и ZIC2, также связаны с краниосиностозом, что позволяет предположить, что эти гены могут играть роль в развитии заболевания.
«Такое исследование возможно благодаря наличию финансируемых государством ресурсов», — сказал Вайнберг. «Первоначальное исследование, в результате которого были созданы эти МР-сканы, было сосредоточено на понимании развития и поведения мозга. Творчески используя эти ресурсы, нам удалось продвинуть открытия за пределы первоначального масштаба».
Ученые объяснили, почему только 2 процента людей имеют зеленые глаза
Примерно до 10 000 лет назад практически у каждого человека на Земле были карие глаза. Ситуация изменилась, когда случайная мутация (или мутации) начала ограничивать выработку меланина в радужной оболочке, что…
Ранние предки человека обрабатывали и транспортировали мясо 1,6 млн лет назад
Как ранние предки человека добывали себе пищу? Этот вопрос может показаться тривиальным, но он имеет важное значение для понимания нашей эволюции. В частности, изучение того, как ранние виды человека сформировали…
Ученые, возможно, наконец-то разгадали тайну «корабля-призрака» «Мария Целеста»
5 декабря 1872 года британский корабль «Деи Грация» шел к востоку от Азорских островов в середине Атлантического океана, когда наткнулся на американское торговое судно «Мария Целеста», бесшумно дрейфующее в океане…
МО: за ночь над регионами России сбили 556 украинских БПЛА
Российские средства ПВО перехватили и уничтожили 556 украинских БПЛА самолетного типа над регионами РФ, акваториями Черного и Азовского морей за прошедшую ночь. Об этом сообщили в Минобороны России. Как там…
Трое погибших и 17 раненых. Последствия атаки украинских БПЛА на Москву и Подмосковье
Силы ПВО Минобороны в ночь с 16 на 17 мая отражают массированную атаку украинских БПЛА на Москву и Подмосковье. По предварительным данным, ранены более 12 человек в Москве, в Подмосковье…
В Белгородской области от атаки украинского дрона погиб мужчина
Мужчина погиб от атаки дрона в Шебекинском округе в селе Нежеголь Белгородской области. Об этом сообщил оперштаб по региону в Telegram-канале. "В Шебекинском округе в селе Нежеголь сегодня ночью FPV-дрон…
Разведка США неожиданно стала союзником России в разоблачениях лабораторий Пентагона
В США лопнул еще один миф, касающийся так называемых утверждений российской пропаганды. Виновницей о...
В России получены соединения, эффективные против болезни Паркинсона
Учеными Новосибирского института органической химии им. Ворожцова СО РАН получены перспективные соед...
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".