Ученые обнаружили белок, который мог стать ключом к происхождению человеческой речи
Исследователи из Университета Рокфеллера сделали важное открытие, которое может пролить свет на одну из самых загадочных страниц эволюции человека — происхождение языка. Ученые выявили, что мутация в белке NOVA1, характерная исключительно для современных людей, могла сыграть ключевую роль в развитии способности к сложной речи. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Человеческий язык — уникальное явление в животном мире. Несмотря на то, что неандертальцы и другие древние гоминины обладали анатомическими структурами, необходимыми для производства звуков, их мозг, вероятно, не был способен к столь же сложной коммуникации, как у Homo sapiens. Новое исследование предполагает, что ключ к этой загадке может лежать в генетических различиях, связанных с белком NOVA1.
Белок NOVA1, открытый еще в 1993 году, играет важную роль в развитии нервной системы. У современных людей он имеет уникальную мутацию — замену изолейцина на валин в позиции 197 белковой цепи (I197V). Эта мутация отсутствует у неандертальцев и денисовцев, что делает ее исключительной для Homo sapiens.
Чтобы понять, как эта мутация влияет на коммуникацию, ученые использовали технологию CRISPR для внедрения человеческого варианта NOVA1 в геном мышей. В результате у грызунов изменились вокализации: детеныши издавали ультразвуковые звуки с иной структурой, а взрослые самцы меняли свой "репертуар" во время взаимодействия с самками. При этом мутация не повлияла на общее развитие нервной системы или моторные функции, что указывает на ее специфическую роль в регуляции генов, связанных с вокализацией.
Исследователи также проанализировали геномы современных людей, неандертальцев и денисовцев. Оказалось, что все современные люди, за исключением шести человек из базы данных dbSNP, содержащей 650 058 геномов, имеют мутацию I197V. Это говорит о том, что данное изменение стало фиксированным в популяции Homo sapiens, вероятно, благодаря естественному отбору, который мог способствовать развитию речевых способностей.
Открытие имеет не только эволюционное, но и клиническое значение. NOVA1 связан с нейромышечным развитием и уже изучался в контексте речевых и двигательных расстройств. Ученые планируют исследовать его роль в расстройствах аутистического спектра, где часто наблюдаются трудности с вербальной коммуникацией, а также в нейродегенеративных заболеваниях, влияющих на речь.
Это исследование представляет собой важный шаг в понимании того, как человеческий язык мог эволюционировать. Хотя NOVA1 — не единственный ген, участвующий в этом процессе, его уникальная мутация у современных людей и ее влияние на вокализацию у мышей делают его ключевым кандидатом для дальнейших исследований. В будущем это может помочь не только раскрыть тайны нашего прошлого, но и улучшить лечение речевых и коммуникативных расстройств.