Учени вкараха човешки езиков ген в ДНК на мишка – ето какво се получи

Способността на хората да говорят остава една от най-загадъчните характеристики на нашата еволюция. Какви генетични промени са дали възможност на Homo sapiens да развие сложни езикови умения? Неотдавнашен експеримент, при който в ДНК на мишки бе вмъкнат човешки езиков ген, може да даде отговора, показвайки, че дори малка мутация в гена NOVA1 може значително да повлияе на вокализацията. Това означава, че промените в гена са изиграли ключова роля в развитието на речта при хората. Но какви точно са били промените в мозъците на генетично модифицираните мишки и как това може да помогне на науката в близкото бъдеще?

Какъв ген са въвели учените и защо?

Това е генът NOVA1, който участва в процесите на регулиране на нервната система. Той присъства при много бозайници, но при хората този ген се характеризира с една важна мутация. В човешката версия на NOVA1 аминокиселината изолевцин е заменена с валин (I197V) на определено място в протеиновата верига.

Смята се, че тази мутация е изиграла ключова роля за развитието на способността на Homo sapiens за сложна вербална комуникация. За да проверят как генът влияе на вокализацията, учени от университета Рокфелер замениха стандартната версия на NOVA1 при лабораторни мишки с човешка версия.

Как се е променила вокализацията на мишките?

Експериментът показва, че мишките с човешкия ген NOVA1 са променили начина си на общуване с майка си. Ултразвуковите им сигнали са станали по-високочестотни от тези на нормалните мишки. Те съдържали и променен набор от звуци, различни от стандартните сигнали на техните роднини.

Изследователите са разделили звуците на мишките на четири вида: S, D, U и M. Генетично модифицираните мишки показвали други комбинации от тези „букви“, което предполага, че промяната на NOVA1 е повлияла на структурата на вокализацията им.

Но най-интересната част започнала, когато тези мишки пораснали. Оказало се, че мъжките с човешкия ген произвеждат по-сложни звукови сигнали, когато се опитват да привлекат женска, съобщават авторите в изследването си, публикувано в Nature Communications. Това може да се сравни с начина, по който хората използват различна интонация и тембър на гласа при общуването си.

Как работи езиковият ген?

Въпреки че мутацията в NOVA1 не е променила основната му функция – връзката му с РНК – тя е повлияла на функционирането на гените, свързани с вокализацията. Това е истинско откритие, тъй като никой досега не е предполагал, че този ген може да бъде пряко свързан с говорните способности.

Един от авторите на изследването, Йоко Таджима, отбелязва, че NOVA1 взаимодейства с много гени, свързани с вокалната комуникация. Това означава, че неговата мутация би могла да бъде важна стъпка в развитието на речта при хората.

Умеели ли са неандерталците да говорят?

Друго интересно откритие на учените е свързано с еволюцията на човека. Оказва се, че най-близките роднини на Homo sapiens – неандерталците и денисовците – не са имали такава версия на гена NOVA1. Тя е била същата като при другите бозайници.

Това накара учените да изкажат хипотезата, че предците на съвременните хора в Африка са развили мутацията I197V, която им е дала предимство в гласовата комуникация. По-късно тази група хора се разпространява по целия свят, а останалите хоминини изчезват.

Разбира се, това не означава, че неандерталците и денисовците не са можели да говорят. Речта им обаче вероятно е била много по-малко сложна от тази на Homo sapiens. Преди време технологичните медии съобщиха, че при неандерталците областта на мозъка, която активно участва в обработката на речта, е била доста по-слабо развита. Това предполага, че при тези хора речта вероятно е била по-примитивна. Тази особеност може да е изиграла важна роля за оцеляването и разпространението на нашия вид.

Какви перспективи разкрива новото изследване?

Изучаването на NOVA1 ще помогне за по-доброто разбиране на това какви генетични промени са довели до развитието на речта при хората. То може да открие и нови подходи за лечение на комуникативните нарушения, например при различните невродегенеративни заболявания, аутизма, травмите и т.н.

Въпреки че учените все още не могат да кажат, че NOVA1 сам по себе си е отговорен за развитието на речта, неговата роля в оформянето на вокализацията стана ясна. В бъдеще изследването на този ген може да доведе до нови открития в областта на невробиологията и генетиката.

Накратко, експериментът, включващ въвеждането на човешки езиков ген в ДНК на мишките, показа, че генетичните промени могат значително да повлияят на вокалната комуникация. Този ген е важен еволюционен фактор, който е дал възможност на нашите предци да развият уникални говорни способности. Изследването продължава и в бъдеще може да помогне не само да се разбере как е възникнала речта, но и да се намерят начини за лечение на говорните нарушения при хората.