Американские молекулярные биологи выяснили, что способность человека к членораздельной речи связана с уникальной для Homo sapiens вариацией гена NOVA1, которая отсутствует у неандертальцев и денисовцев. Ученые внедрили этот ген в ДНК мышей, что привело к изменениям в их звуковых сигналах. Об этом сообщает пресс-служба Университета Рокфеллера (США).
По словам профессора Роберта Дарнелла, исследования показали, что NOVA1 можно назвать первым «геном речи» в человеческом геноме. Он появился на ранних этапах эволюции Homo sapiens, когда в ДНК происходили значительные изменения. «Это говорит в пользу очень древних корней нашей способности говорить», — пояснил Дарнелл.
Ученые долго искали генетические особенности, которые отличают людей в плане речевых способностей. Ранее были найдены участки ДНК, влияющие на развитие речи, в том числе FOXP2. Однако этот и другие гены встречаются и у неандертальцев.
Ранее исследователи уже обращали внимание на NOVA1, который регулирует развитие мозговых тканей. Повреждения в этом гене могут вызывать нарушения в управлении мышцами и замедление речевого развития. Это заставило ученых предположить его связь с речевыми функциями.
Чтобы проверить гипотезу, они ввели человеческую версию NOVA1 в ДНК мышей и проанализировали изменения. Введение нового гена не повлияло на структуру мозга и нервный контроль над мышцами, но привело к заметным изменениям в звуковых сигналах, которыми пользовались новорожденные и взрослые мыши.
«Младенцы-мыши издают четыре ультразвуковых сигнала при взаимодействии с матерью. Мы сравнили звуки обычных и генетически модифицированных мышей и нашли значительные отличия», — добавил Дарнелл. Также изменились сигналы, которые самцы используют для привлечения самок, что могло сыграть важную роль в эволюции речи у предков человека.
Исследование описывает белок NOVA1, критически важный для развития нервной системы. В клетках людей этот белок отличается уникальной формой I197V, которая не встречается ни у других животных, ни даже у неандертальцев или денисовцев. В экспериментах ученые использовали технологию редактирования генов CRISPR.
Генетический анализ подтвердил, что человеческий вариант белка отсутствует у архаичных видов людей, при этом в базе данных геномов современных людей только в шести случаях был найден древний вариант NOVA1. По словам Роберта Дарнелла, «наши данные показывают, что предковая популяция современных людей в Африке сформировала человеческий вариант, который затем стал доминирующим, возможно, потому, что он давал преимущества, связанные с голосовой коммуникацией».