Ludzki FOXP2 sprawia, że myszy piszczą... niżej!

Gdy Hugh Lofting pisał swojego "Doktora Dolittle", nie wiedział chyba, co czyni. Zresztą hodowanie zwierząt z "ludzkimi" wersjami genów brzmiało w latach 50tych jak science fiction. Jego książki, podobnie jak wiele innych, są wyrazem ludzkiej ciekawości "jak by to było pogadać ze zwierzętami". Dziś próbujemy na różne sposoby - bonobo i leksygramy, modelowanie komunikacji ptaków oraz od niedawna - inżynieria genetyczna.

57 niemieckich naukowców podpisało się pod artykułem będącym wynikami badań nad szczepem myszy z FOXP2 - ludzką wersją genu wiązanego m.in. z zaburzeniami mowy (artykulacji i opanowania gramatyki) o podłożu genetycznym, a także ogólniej z rozwojem płuc i mózgu w okresie embrionalnym. Mutacje w FOXP2 odpowiedzialne są za część przypadków rozwojowej werbalnej dyspraksji (developmental verbal dispraxia) - historycznie powiązanie to łączy się z badaniami nad pewną londyńską rodziną, której członkowie przejawiali to zaburzenie i którzy wszyscy mieli zmutowaną wersję tego genu.

Wtedy właśnie narodził się pomysł rozpoczęcia badań nad FOXP2 u zwierząt. Naukowiec Svante Paabo, w którego laboratorium wyhodowano myszy, zapowiedział kilka lat temu iż kiedy badania dobiegną końca "Będziemy mówić do myszy!", nie obiecał jednak, że mysz cokolwiek odpowie - donosi New York Times. Ponieważ wiemy, że genów związanych z wykształceniem naszego aparatu mowy oraz mózgu, który umożliwia jej generowanie i przetwarzanie, jest bardzo, bardzo wiele, można byłoby przypuszczać, że samo manipulowanie FOXP2 nie przyniesie wiele.

A jednak. Po pierwsze, okazało się, że sam gen w prawidłowo działającej formie jest konieczny do przeżycia - myszy z dwoma uszkodzonymi wersjami genu umierały w ciągu 3 tygodni. Po drugie, co zważywszy na wagę tego prawidłowo funkcjonującego genu jest podwójnie ciekawe - wydaje się, że ludzka wersja FOXP2 doskonale zastępuje u badanych gryzoni tę mysią w rozwoju wszystkich tkanek, z wyjątkiem mózgu, gdzie obserwuje się zmiany!

Co się zmieniło?

Pierwsze wyniki badań pokazują, że w mózgowych zwojach podstawy myszy z ludzkim FOXP2 wykształcają neurony o bardziej złożonej strukturze - mające o 80% dłuższe dendryty. LTD było w nich prawie 2 razy silniejsze niż u gryzoni z mysim FOXP2! Zbadano też wydawane przez myszy dźwięki. Gdy małe myszy odsuwa się od matek, wydają one charakterystyczne ultradźwiękowe wokalizacje. O ile nie zauważono różnic w ilości tych wokalizacji, czy długości ich trwania, istotne różnice zaobserwowano w wysokości wydawanych dźwięków.

Zwoje podstawy od dłuższego czasu wiąże się z mową u ludzi - obniżony poziom dopaminy w tym regionie koreluje dodatnio z przetwarzaniem fonologicznym; pacjenci z chorobą Huntingtona mają zależne od tych regionów trudności z wydobywaniem danych z leksykonu etc. Uznaje się je też za krytycznie ważne w procesie uczenia się sygnałów i śpiewów u ptaków (również zależnie od poziomu dopaminy) - ostatnie badania pokazują tu związek między uszkodzoną ekspresją FOXP2 a zaburzoną imitacją śpiewów. Z tego względu obecne odkrycia wpływu ludzkiego FOXP2 na zmiany wokalizacji u gryzoni mogą wnieść ważne dane w rozważaniu ewolucyjnych podstaw ludzkiego aparatu mowy.

Odnotowano też szereg zmian behawioralnych u badanych myszy. Pierwsza z nich jest fakt, że myszy te mają obniżone zachowania eksploracyjne: takie myszki pokonują krótsze dystanse, rzadziej skręcają, czy przekraczają linie. Dodatkowo gryzonie te więcej jadły, miały większą masę i szybciej się męczyły. Gdy sprawdzono różnice w poziomie neuroprzekaźników w mózgu, dane wskazują na to, że myszki z ludzkim FOXP2 mają obniżony poziom dopaminy w korze płatów czołowych, móżdżku, skorupie i gałce bladej. Nie odnotowano natomiast różnic w poziomie pozostałych neuroprzekaźników. Wyniki te wydają się spójne - obniżony poziom dopaminy może skutkować ograniczeniem zachowań eksploracyjnych.

... czyli jak lęk przed matematyką wpływa na rozwiązywanie prostych zadań arytmetycznych? :)  Biegłość w prostych zadaniach a... czytaj więcej
Aleksytymia jest jedną z najbardziej tajemniczych zagadek psychiatrii. Osoby cierpiące na to schorzenie nie tylko nie mają zd... czytaj więcej
Moda na psychopatów? Można zaryzykować tezę, że w środkach masowego przekazu panuje osobliwa moda na psychopatów. Taki archet... czytaj więcej
Trzy rodzaje uśmiechu Uśmiech rozpoznają ludzie ze wszystkich kultur. Mogłoby się wydawać, że jest on znakiem na tyle uniwers... czytaj więcej