Mikrocefalin (MCPH1) je gen koji se eksprimira tokom fetusnog razvoja mozga. Određene mutacije u MCPH1 u homozigotnom stanju, uzrokuju primarnu mikrocefaliju – jako smanjeni mozak. Zato se pretpostavlja da njegove varijante imaju ulogu u razvoju mozga. Međutim, kod normalnih osoba još nije dokazan uticaj na mentalnu sposobnost ili ponašanje ni u ovom ni u drugom slično proučenom genu mikrocefalije, ASPM. Međutim, uspostavljena je povezanost između normalnih varijacija u strukturi mozga, kao mjereno s MRI (tj., prvenstveno korteksna površina i ukupna zapremina mozga), ali samo kod žena, i uobičajenih genetičkih varijanti unutar gena MCPH1 i drugog slično proučenog gena za mikrocefaliju, CDK5RAP2.
Aminokiselinska sekvenca
Dužina polipeptidnog lanca je 835 aminokiselina, a molekulska težina 92.849 Da.
1020304050 MAAPILKDVVAYVEVWSSNGTENYSKTFTTQLVDMGAKVSKTFNKQVTHV IFKDGYQSTWDKAQKRGVKLVSVLWVEKCRTAGAHIDESLFPAANMNEHL SSLIKKKRKCMQPKDFNFKTPENDKRFQKKFEKMAKELQRQKTNLDDDVP ILLFESNGSLIYTPTIEINSRHHSAMEKRLQEMKEKRENLSPTSSQMIQQ SHDNPSNSLCEAPLNISRDTLCSDEYFAGGLHSSFDDLCGNSGCGNQERK LEGSINDIKSDVCISSLVLKANNIHSSPSFTHLDKSSPQKFLSNLSKEEI NLQRNIAGKVVTPDQKQAAGMSQETFEEKYRLSPTLSSTKGHLLIHSRPR SSSVKRKRVSHGSHSPPKEKCKRKRSTRRSIMPRLQLCRSEDRLQHVAGP ALEALSCGESSYDDYFSPDNLKERYSENLPPESQLPSSPAQLSCRSLSKK ERTSIFEMSDFSCVGKKTRTVDITNFTAKTISSPRKTGNGEGRATSSCVT SAPEEALRCCRQAGKEDACPEGNGFSYTIEDPALPKGHDDDLTPLEGSLE EMKEAVGLKSTQNKGTTSKISNSSEGEAQSEHEPCFIVDCNMETSTEEKE NLPGGYSGSVKNRPTRHDVLDDSCDGFKDLIKPHEELKKSGRGKKPTRTL VMTSMPSEKQNVVIQVVDKLKGFSIAPDVCETTTHVLSGKPLRTLNVLLG IARGCWVLSYDWVLWSLELGHWISEEPFELSHHFPAAPLCRSECHLSAGP YRGTLFADQPAMFVSPASSPPVAKLCELVHLCGGRVSQVPRQASIVIGPY SGKKKATVKYLSEKWVLDSITQHKVCAPENYLLSQ Simboli
C: Cistein D: Asparaginska kiselina E: Glutaminska kiselina F: Fenilalanin G: Glicin H: Histidin I: Izoleucin K: Lizin L: Leucin M: Metionin N: Asparagin P: Prolin Q: Glutamin R: Arginin S: Serin T: Treonin V: Valin W: Triptofan Y: Tirozin
Struktura Proteini mikrocefalina sadrže sljedeća tri domena: N-terminalni BRCT-domen Centralni domen mikrocefalinskog proteina (IPR022047) C-terminalni BRCT-domen
Izražavanje u mozgu MCPH1 se eksprimira u fetusnom mozgu, u prednjem mozgu u razvoju i na zidovima bočne komore. Ćelije ovog područja dijele se, stvarajući neurone koji migriraju da bi na kraju formirali koru velikog mozga.
Evolucija
Izvedeni oblik MCPH1 pojavio se prije otprilike 37.000 godina (bilo kada između 14.000 i 60.000 godina) i proširio se i postao najčešći oblik mikrocefalina u cijelom svijetu, osim Subsaharske Afrike; ovo brzo širenje sugerira selekcijski zamah. Međutim, naučnici nisu identificirali evolucijski pritisak koji je možda uzrokovao širenje ovih mutacija. Smatra se da ova varijanta gena doprinosi povećanom volumenu mozga, i može biti u korelaciji sa učestalošću tonskih jezika, iako moderna raspodjela hromosoma koji nose predačke forme MCPH1 i ASPM nije pokazala da mikrocefalin ili ASPM imaju bilo kakav značajan efekat na IQ.
Izvedeni oblik MCPH1 možda potiče iz loze koja je odvojena od modernih ljudi prije otprilike 1,1 milion godina, a kasnije ukljućena u ljude. Ovo otkriće govori u prilog mogućnosti primjesa između modernih ljudi i izumrlog Homo spp. Dok su neandertalci predložen kao mogući izvor ovog haplotipa, haplotip nije pronađen kod osoba korištenih za pripremu prvog nacrta neandertalskog genoma.
Modelni organizmi +Fenotip nokaut-miša Pnpo SvojstvoFenotip Vijabilnost homozigota Nenormalno Studija recesivne letalnostiNenormalno Plodnost Nenormano Tjelesna težina Normalno Test otvorenog polja: anksioznost Normalno Neurološka procjenaNormalno Snaga stiskaNormalno Test vruće ploče Normalno Dismorfologija Normalno Indirektna kalorimetrija Normalno Test tolerancije glukoze Normalno Slušni odgovor moždanog stabla Nenormalno DEXA Normalno Radiografija Normalno Tjelesna temperatura Normalno Morfologija oka Normalno Klinička hemija (nalaz)Normalno Plazmatski imunoglobulini Nenormalno Hematologija Normalno Leukociti periferne krvi Normalno Mikronukleus test Nenormalno Težina srca Normalno Histopatologija oka Nenormalno Salmonella infekcija Normal Citrobacter infekcija NormalSvi testovi i analize su iz Mouse Resources Portal, Wellcome Trust Sanger Institute. U proučavanju PNPO funkcije, korišteni su modelni organizmi. Uvjetna linija nokaut- miševa, zvana Pnpotm1a (KOMP) Wtsi, generirana je kao dio programa Međunarosnog konzorcija za miševe – visokopropusnog projekta mutageneze za generiranje i distribuciju životinjskih modela bolesti zainteresiranim naučnicima.
Muške i ženske životinje prolazile su standardizirani fenotipski skrining, kako bi se utvrdili efekti delecije. Od 24 izvedena testa ina mutantnim miševima, uočene su dvije značajne abnormalnosti. Tokom gestacije, nije utvrđen homozigotni mutantni embrion, pa tako nijedan nije preživio do odvikavanja. Preostali testovi su izvedeni na mutiranim heterozigotnim odraslim miševima; nisu opažene nikakve dodatne značajne abnormalnosti kod ovih životinja.
Ostali MCPH geni Pored MCPH1, drugi geni su određeni kao MCPH geni na osnovu njihove uloge u osdređivanju veličine mozga. Uključuju WDR62 (MCPH2), CDK5RAP2 (MCPH3), KNL1 (MCPH4), ASPM (MCPH5), CENPJ (MCPH6), STIL (MCPH7), CEP135 (MCPH8), CEP152 (MCPH9), ZNF335 (MCPH10), PHC1 (MCPH11) i CDK6 (MCPH12).
Istraživačke studije U martu 2019., kineski naučnici izvijestili su o inserciji gena MCPH1 povezanog s ljudskim mozgom rezus-majmunima u laboratorijskim uvjetima, što je rezultiralo boljim performansama transgenih majmuna i bržim odgovaranjem na "testovima kratkoročne memorije koji uključuju podudaranje boja i oblika", u poređenju sa netransgenim majmunima, prema istraživačima.
Također pogledajta Genetički determinizam Rasa i genetika Rasa i inteligencija
Reference
Dopunska literatura
Vanjski linkovi Neanderthal Brains - a lecture by Bruce Lahn - from the NYAS podcasts.
Kategorija:Životinjski geni Kategorija:Ljudska evolucija Kategorija:Mišji mutirani geni Kategorija:Geni na hromosomu 15 Kategorija:Ljudski proteini Kategorija:Proteomika