ميكروسيفالين
ميكروسيفالين (MCPH1) هو الجين الذي يُعبر عنها خلال عملية نمو مخ الجنين. تسبب بعض الطفرات في ميكروسيفالين، في حالات عدم التماثل، صغر الرأس – وهو تقلص شديد في الدماغ.[2][4][5] وبالتالي قد افترض أن للمتغيرات دوراً في نمو الدماغ،[6][7] ، ولكن لم يثبت لها أي تأثير على القدرة العقلية أو السلوك في الأفراد العادية حتى الآن في جينات صغر الرأس ،ASPM [8][9] ومع ذلك، تم إنشاء اقتران بين الاختلاف الطبيعي في بنية الدماغ كما تقاس بالتصوير بالرنين المغناطيسي (مثل مساحة قشرم الدماغ والحجم الإجمالي الدماغ) ودراسة المتغيرات الجينية المشتركة لكل من جينات ميكروسيفالين وجينات صغر الرأس الأخرى المماثلة قيد الدراسة،CDK5RAP2 [10]
| Microcephalin protein | |
|---|---|
| معرف | |
| رمز | Microcephalin |
| قاعدة بيانات عوائل البروتينات | PF12258 |
| إنتربرو | IPR022047 |
التركيب عدل
تشمل بروتينات الميكروسيفالين النطاقات الثلاث الآتية:
- نهاية أمينية، نطاق BRCT
- نطاق بروتين الميكروسيفالين المركزي
- نهاية كربوكسيلية، نطاق BRCT
التعبير الجيني في الدماغ عدل
يُعبر عن جين ميكروسيفالين في دماغ الجنين، في الدماغ الأمامي المتطور، وجدران البطينات الجانبية، تنقسم خلايا هذه المنطقة، مُنتجةً الأعصاب التي تهاجر في النهاية إلى القشرة المخية.
التطور عدل
ظهر نموذج مشتق من ميكروسيفالين منذ حوالي 37,000 سنة مضت (أي وقت بين 14,000 و 60، 000 سنوات) وانتشر ليصبح النموذج الأكثر شيوعاً من جين الميكروسيفالين في جميع أنحاء العالم باستثناء إفريقيا جنوب الصحراء؛ ويقترح هذا الانتشار السريع المسح الاصطفائي.[11][12] ومع ذلك، حدد العلماء أن هذه الضغوط التطورية قد تكون السبب في انتشار هذه الطفرات.[13] كما يُعتقد أن يكون هذا المتغير الجيني سببًا مشاركًا في زيادة حجم الدماغ. ترتبط التوزيعات الحديثة من الكروموسومات التي تحمل الأشكال السلفية ميكروسيفالين و ASPM، لم تظهر أي تأثير كبير للميكروفالين أو ASPM على نسبة الذكاء.[14]
ربما يكون الشكل المشتق من الميكروسيفالين قد نشأ من الذرية التي انفصلت من الإنسان الحديث منذ حوالي 1.1 مليون سنة مضت وانجبلت داخليًا في ذرية البشر مؤخرًا. يدعم هذا الاستنتاج المزج بين الإنسان الحديث وسلالات الإنسان البدائي المنقرضة. بينما اقتُرح الإنسان البدائي مصدرًا لمجموعة النمط الفرداني تلك، لم يُعثر على هذا النمط الفراني في الأفراد المستخدمة لإعداد المشروع الأول لجينوم الإنسان البدائي.[15][16]
جدل عدل
بدأت نتائج هذا البحث في إثارة جدل معتبر في الوسط العلمي. جون ديربيشايبر، الكاتب في الوطنية للمراجعة على الإنترنت، كتب نتيجةً لما تُوُصل إليه، " حلمنا الوطني العزيز للجدارة المُختلطة جيدًا والمتناغمة [...] ربما يكون غير قابل للتحقيق.[17]" ويرى ريتشارد ليوونتين أن هاتين الرورقتين المنشورتين ك«مثالين فظيعين من الذهاب بهذه المعلومات إلى مستوىً بعيد في محاولة لجعلها نبأ الساعة.» يحتفظ بروس لان برأيه في كون هذه الدراسات سليمة، ويعتبرف بكون العلاقة المباشرة بين هذه الجينات خاصةً والإدراك أو الذكاء غير مُثبتة بوضوح. يشترك لان الآن في مجالات أخرى للدراسة.[18][19]
كما أفادت دراسات الجمعية الوراثية في وقت لاحق بواسطة ميكيل بوبروف وآخرون وايفانز وآخرون أن النمط الوراثي ل ميكروسيفالين يندرج ضمن التحديد الإيجابي. وجد تحليل أجراه تيمبسون وآخرون أنه «لا علاقة ذات معزىً واح بين حجم الدماغ ومختلف التدابير الادراكية»[20] ومع ذلك، أظهرت دراسة لاحقة أجراها ريمول وآخرون[10] ارتباط بين حجم وهيكل الدماغ واثنين من جينات صغر الرأس، ميكروسيفالين (فقط في الإناث) و CDK5RAP2 (فقط في الذكور). على عكس الدراسات السابقة، التي تأخذ في الاعتبار فقط التعدد الشكلي لأعداد صغيرة من النوكليوتيدات واحدة الاكسونيك SNPs ولا تعير اهتمامًا للتأثيرات الخاصة بالجنس، استخدمت هذه الدراسة تقنية المجموعة المصفوفة الدقيقة لتضع نمطًا جينيًا من ال SNPs المرتبطة بجينات ال MCPH جميعها، بما في ذلك مناطق المنبع والمصب، سامحةً للآثار المنفصلة للذكور والإناث.
نموذج حي عدل
| Characteristic | Phenotype |
|---|---|
| اقترانية زيجوتية viability | Normal |
| Fertility | Abnormal |
| Body weight | Normal |
| Anxiety | Normal |
| Neurological assessment | Abnormal[21] |
| Grip strength | Normal |
| Hot plate | Normal |
| علم المسوخ | Normal |
| Indirect calorimetry | Normal |
| اختبار تحمل الجلوكوز | Normal |
| استجابة جذع الدماغ السمعية | Abnormal |
| مقياس امتصاص الأشعة السينية ثنائي البواعث | Normal |
| تصوير شعاعي | Normal |
| Body temperature | Normal |
| Eye morphology | Abnormal[22] |
| كيمياء سريرية | Normal |
| علم الدم | Normal |
| Micronucleus test | Abnormal |
| Heart weight | Normal |
| Skin Histopathology | Normal |
| Brain histopathology | Normal |
| Eye Histopathology | Abnormal |
| سلمونيلا infection | Normal[23] |
| الليمونية infection | Normal[24] |
| All tests and analysis from[25][26] |
استُخدم النموذج الحي في دراسة وظيفة ميكروسيفالين. أُنشئ خط من الفئران المعدلة جينيًا المشروطة، المسمى بميكروسيفالينtm1a(EUCOMM)Wtsi '[27][28] كجزء من برنامج الاتحاد الدولي للفئران المعدلة جينيا — مشروع الطفرات الفائق لتوليد وتوزيع نماذج حيوانية للأمراض للعلماء المهتمين.[29][30][31]
وخضعت الحيوانات من الذكور والإناث لشاشة مظهرية موحدة لتحديد آثار الحذف.[32] أُجري أربعة وعشرين اختبارًا على الفئران المتحولة ولوحظ ست تشوهات رئيسية. عانت الحيوانات المتحولة المقترنة زيجوتيًا من العقم، انعدام رد فعل الصيوان الانعكاسي، ومستوىً متوسط من فقدان السمع، تشكل غير طبيعي للقرنية والعدسة، عتامة العدسة، وعدم استقرار كروموسومي في اختبار النواة الدقيقة.[33]
أفراد الأسرة عدل
بالإضافة إلى ميكروسيفالين فأفراد الأسرة الخمسة الأخرى هم: MCPH2، CDK5RAP2، MCPH4، ASPM ، CENPJ.
انظر أيضًا عدل
روابط خارجية عدل
- Neanderthal Brains - a lecture by Bruce Lahn - from the NYAS podcasts.
المراجع عدل
- ^ ببب: 3KTF; Singh N، Heroux A، Thompson JR، Mer G (2010). "Structure of the N-terminal BRCT domain of human microcephalin (MCPH1)". بنك بيانات البروتينات. DOI:10.2210/pdb3ktf/pdb. مؤرشف من الأصل في 2016-06-30.
- ^ أ ب Jackson، Andrew P.؛ Eastwood، Helen؛ Bell، Sandra M.؛ Adu، Jimi؛ Toomes، Carmel؛ Carr، Ian M.؛ Roberts، Emma؛ Hampshire، Daniel J.؛ وآخرون (2002). "Identification of Microcephalin, a Protein Implicated in Determining the Size of the Human Brain". The American Journal of Human Genetics. ج. 71 ع. 1: 136–42. DOI:10.1086/341283. PMC:419993. PMID:12046007.
- ^ Lin، Shiaw-Yih؛ Elledge، Stephen J (2003). "Multiple Tumor Suppressor Pathways Negatively Regulate Telomerase". Cell. ج. 113 ع. 7: 881–9. DOI:10.1016/S0092-8674(03)00430-6. PMID:12837246.
- ^ الوراثة المندلية البشرية عبر الإنترنت (OMIM): 251200
- ^ Jackson، Andrew P.؛ McHale، Duncan P.؛ Campbell، David A.؛ Jafri، Hussain؛ Rashid، Yasmin؛ Mannan، Jovaria؛ Karbani، Gulshan؛ Corry، Peter؛ وآخرون (1998). "Primary Autosomal Recessive Microcephaly (MCPH1) Maps to Chromosome 8p22-pter". The American Journal of Human Genetics. ج. 63 ع. 2: 541–6. DOI:10.1086/301966. PMC:1377307. PMID:9683597.
- ^ Wang، Y.-q.؛ Su، B (2004). "Molecular evolution of microcephalin, a gene determining human brain size". Human Molecular Genetics. ج. 13 ع. 11: 1131–7. DOI:10.1093/hmg/ddh127. PMID:15056608.
- ^ Evans، P. D.؛ Anderson، JR؛ Vallender، EJ؛ Choi، SS؛ Lahn، BT (2004). "Reconstructing the evolutionary history of microcephalin, a gene controlling human brain size". Human Molecular Genetics. ج. 13 ع. 11: 1139–45. DOI:10.1093/hmg/ddh126. PMID:15056607.
- ^ Woods، R. P.؛ Freimer، NB؛ De Young، JA؛ Fears، SC؛ Sicotte، NL؛ Service، SK؛ Valentino، DJ؛ Toga، AW؛ Mazziotta، JC (2006). "Normal variants of Microcephalin and ASPM do not account for brain size variability". Human Molecular Genetics. ج. 15 ع. 12: 2025–9. DOI:10.1093/hmg/ddl126. PMID:16687438.
- ^ Rushton، J. P.؛ Vernon، P. A؛ Bons، T. A. (2007). "No evidence that polymorphisms of brain regulator genes Microcephalin and ASPM are associated with general mental ability, head circumference or altruism". Biology Letters. ج. 3 ع. 2: 157–60. DOI:10.1098/rsbl.2006.0586. PMC:2104484. PMID:17251122.
- ^ أ ب Rimol، Lars M.؛ Agartz، Ingrid؛ Djurovic، Srdjan؛ Brown، Andrew A.؛ Roddey، J. Cooper؛ Kahler، Anna K.؛ Mattingsdal، Morten؛ Athanasiu، Lavinia؛ وآخرون (2010). "Sex-dependent association of common variants of microcephaly genes with brain structure". Proceedings of the National Academy of Sciences. ج. 107 ع. 1: 384–8. Bibcode:2010PNAS..107..384R. DOI:10.1073/pnas.0908454107. JSTOR:40536283. PMC:2806758. PMID:20080800.
- ^ Evans، Patrick D.؛ Gilbert، Sandra L.؛ Mekel-Bobrov، Nitzan؛ Vallender، Eric J.؛ Anderson، Jeffrey R.؛ Vaez-Azizi، Leila M.؛ Tishkoff، Sarah A.؛ Hudson، Richard R.؛ Lahn، Bruce T. (2005). "Microcephalin, a Gene Regulating Brain Size, Continues to Evolve Adaptively in Humans". Science. ج. 309 ع. 5741: 1717–20. Bibcode:2005Sci...309.1717E. DOI:10.1126/science.1113722. PMID:16151009.
{{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف|laysummary=تم تجاهله (مساعدة) - ^ Evans، Patrick D.؛ Mekel-Bobrov، Nitzan؛ Vallender، Eric J.؛ Hudson، Richard R.؛ Lahn، Bruce T. (2006). "Evidence that the adaptive allele of the brain size gene microcephalin introgressed into Homo sapiens from an archaic Homo lineage". Proceedings of the National Academy of Sciences. ج. 103 ع. 48: 18178–83. Bibcode:2006PNAS..10318178E. DOI:10.1073/pnas.0606966103. JSTOR:30051829. PMC:1635020. PMID:17090677.
- ^ Mekel-Bobrov، N.؛ Posthuma، D.؛ Gilbert، S. L.؛ Lind، P.؛ Gosso، M. F.؛ Luciano، M.؛ Harris، S. E.؛ Bates، T. C.؛ وآخرون (2006). "The ongoing adaptive evolution of ASPM and Microcephalin is not explained by increased intelligence". Human Molecular Genetics. ج. 16 ع. 6: 600–8. DOI:10.1093/hmg/ddl487. PMID:17220170.
- ^ Dediu، Dan؛ Ladd، D. Robert (2007). "Linguistic tone is related to the population frequency of the adaptive haplogroups of two brain size genes, ASPM and Microcephalin". Proceedings of the National Academy of Sciences. ج. 104 ع. 26: 10944–9. Bibcode:2007PNAS..10410944D. DOI:10.1073/pnas.0610848104. JSTOR:25436044. PMC:1904158. PMID:17537923.
- ^ Pennisi، E. (2009). "NEANDERTAL GENOMICS: Tales of a Prehistoric Human Genome". Science. ج. 323 ع. 5916: 866–71. DOI:10.1126/science.323.5916.866. PMID:19213888.
- ^ Green، Richard E.؛ Krause، Johannes؛ Briggs، Adrian W.؛ Maricic، Tomislav؛ Stenzel، Udo؛ Kircher، Martin؛ Patterson، Nick؛ Li، Heng؛ وآخرون (2010). "A Draft Sequence of the Neandertal Genome". Science. ج. 328 ع. 5979: 710–22. Bibcode:2010Sci...328..710G. DOI:10.1126/science.1188021. PMID:20448178.
- ^ John Derbyshire (نوفمبر 2005). "The specter of difference". ناشيونال ريفيو. مؤرشف من الأصل في 2017-03-03. اطلع عليه بتاريخ 2008-09-21.
- ^ scientists study of brain gene sparks a backlash نسخة محفوظة 02 فبراير 2015 على موقع واي باك مشين. [وصلة مكسورة]
- ^ Balter، M. (2006). "BRUCE LAHN PROFILE: Brain Man Makes Waves with Claims of Recent Human Evolution". Science. ج. 314 ع. 5807: 1871–3. DOI:10.1126/science.314.5807.1871. PMID:17185582.
- ^ Timpson، Nicholas؛ Heron، Jon؛ Davey Smith، George؛ Enard، Wolfgang (2007). "Comment on Papers by Evans et al. And Mekel-Bobrov et al. On Evidence for Positive Selection of MCPH1 and ASPM". Science. ج. 317 ع. 5841: 1036. Bibcode:2007Sci...317.1036T. DOI:10.1126/science.1141705. PMID:17717170.
- ^ "Neurological assessment data for Mcph1". Wellcome Trust Sanger Institute. مؤرشف من الأصل في 2020-05-10.
- ^ "Eye morphology data for Mcph1". Wellcome Trust Sanger Institute. مؤرشف من الأصل في 2020-05-11.
- ^ "Salmonella infection data for Mcph1". Wellcome Trust Sanger Institute. مؤرشف من الأصل في 2020-05-10.
- ^ "Citrobacter infection data for Mcph1". Wellcome Trust Sanger Institute. مؤرشف من الأصل في 2020-05-10.
- ^ Gerdin، AK (2010). "The Sanger Mouse Genetics Programme: High throughput characterisation of knockout mice". Acta Ophthalmologica. ج. 88: 0. DOI:10.1111/j.1755-3768.2010.4142.x.
- ^ Mouse Resources Portal, Wellcome Trust Sanger Institute. نسخة محفوظة 22 مارس 2015 على موقع واي باك مشين.
- ^ "International Knockout Mouse Consortium". مؤرشف من الأصل في 2020-05-10.
- ^ "Mouse Genome Informatics". مؤرشف من الأصل في 2018-02-05.
- ^ Skarnes، William C.؛ Rosen، Barry؛ West، Anthony P.؛ Koutsourakis، Manousos؛ Bushell، Wendy؛ Iyer، Vivek؛ Mujica، Alejandro O.؛ Thomas، Mark؛ وآخرون (2011). "A conditional knockout resource for the genome-wide study of mouse gene function". Nature. ج. 474 ع. 7351: 337–42. DOI:10.1038/nature10163. PMC:3572410. PMID:21677750.
- ^ Dolgin، Elie (2011). "Mouse library set to be knockout". Nature. ج. 474 ع. 7351: 262–3. DOI:10.1038/474262a. PMID:21677718.
- ^ International Mouse Knockout Consortium؛ Collins، FS؛ Rossant، J؛ Wurst، W (2007). "A Mouse for All Reasons". Cell. ج. 128 ع. 1: 9–13. DOI:10.1016/j.cell.2006.12.018. PMID:17218247.
- ^ Van Der Weyden، Louise؛ White، Jacqueline K؛ Adams، David J؛ Logan، Darren W (2011). "The mouse genetics toolkit: Revealing function and mechanism". Genome Biology. ج. 12 ع. 6: 224. DOI:10.1186/gb-2011-12-6-224. PMC:3218837. PMID:21722353.
{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: دوي مجاني غير معلم (link) - ^ Gerdin AK (2010). "The Sanger Mouse Genetics Programme: High throughput characterisation of knockout mice". Acta Ophthalmologica. ج. 88: 0. DOI:10.1111/j.1755-3768.2010.4142.x. S2CID:85911512.
