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 воссоздали звуки юрских насекомых
Используя лазеры, компьютерные модели и искусственный интеллект, исследователи реконструировали звуки, издаваемые 165-миллионолетними родственниками современных сверчков и кузнечиков по окаменелым фрагментам крыльев, найденным в Китае; одно из этих ископаемых насекомых издавало…
Взаимодействие между поколениями меняет то, как работают два мозга
В новом исследовании, проводившемся в течение шести недель, отслеживалась динамика сближения молодых и пожилых незнакомцев, и была выявлена неожиданная закономерность в активности их мозга. Результаты были опубликованы в журнале PLOS…
Лесные пожары выносят мышьяк в реки ещё долго после того, как пламя утихает
В ходе почти всех рассмотренных исследований уровень мышьяка в ручьях после лесных пожаров повысился, а самые высокие показатели содержания мышьяка были зафиксированы в грунте под старой шахтой. Полная версия исследования…
Повреждены дом в Севастополе и «Магнит» в Подмосковье. Атака украинских БПЛА на российские регионы
Российские средства ПВО в течение прошедшей ночи перехватили и уничтожили над регионами РФ 512 украинских БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны России. В Павловском Посаде БПЛА попал в магазин "Магнит",…
Шуваев: за сутки в Белгородской области при атаках ВСУ погибли два человека
Вооруженные силы Украины атаковали Белгородскую область более 130 раз за сутки, в результате погибли два мирных жителя, еще девять получили ранения. Об этом сообщил врио губернатора региона Александр Шуваев в…
В Ярославской области при атаке БПЛА погиб человек, еще 27 пострадали
Вооруженные силы Украины атаковали территорию Ярославской области с помощью беспилотников, в результате 1 человек погиб, 27 получили ранения. Об этом сообщил губернатор региона Михаил Евраев. "В результате атаки погиб человек.…
Полгода войны с Ираном привели Дональда Трампа к «Анабазису»
Иранцы описывают войну с Америкой стихами Фирдоуси. Они сравнивают Трампа с легендарным царем Турана...
Что-то в облаках Венеры поглощает поразительное количество солнечного света
Новые исследования устанавливают строгие ограничения на неизвестное «вещество», ответственное за тем...
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)".