Как ДНК неандертальца влияет на здоровье человека, включая риск заражения Covid-19
Технологии09 декабря 2020

Как ДНК неандертальца влияет на здоровье человека, включая риск заражения Covid-19

Ранние современные люди произошли в Африке и начали распространяться по миру около 80 000 лет назад. Путешествуя, они встретили других древних людей, в том числе неандертальцев, которые уже населяли Европу и некоторые части Азии. Некоторые из них занимались сексом и родили детей - современная ДНК человека все еще несет отголоски этих доисторических контактов.

Доказательства того, что Homo sapiens скрещивались с неандертальцами, впервые появились в 2010 году после того, как шведский генетик Сванте Паабо впервые применил методы извлечения, секвенирования и анализа древней ДНК из костей неандертальцев. Паабо нанес на карту весь геном неандертальца, и благодаря его работе ученые могут сравнивать геномы неандертальцев с генетическими записями современных людей.

Большинство живых людей могут проследить очень небольшой процент своей ДНК до неандертальцев - и это, вероятно, включает африканцев, которые до недавнего времени считались не имеющими генетической связи с неандертальцами.

Ученые пытались выяснить, что означает это генетическое наследие. Исследования обнаружили связь между ДНК неандертальца и фертильностью, ощущением боли и функциональностью иммунной системы. ДНК неандертальца может влиять на тон кожи и цвет волос, рост, режим сна, настроение и даже зависимость у современных европейцев.

Более того, недавние исследования показали, что ДНК неандертальцев может играть небольшую роль в развитии инфекции Covid-19.

«Нам интересно узнать, что у неандертальцев были вещи, важные для нас через 50 000 лет после их вымирания», - сказал Паабо, директор Института эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге, Германия, который трижды изучает ДНК неандертальцев.

Паабо и его команда обратили свое внимание на самую насущную проблему медицинской науки - пандемию коронавируса, - чтобы посмотреть, может ли ДНК неандертальца пролить свет на Covid-19.

Ученые исследовали нить ДНК, которая была связана с некоторыми из наиболее серьезных случаев Covid-19, и сравнили ее с генетическими последовательностями, которые, как известно, были переданы живым европейцам и азиату от предков неандертальцев. Нить ДНК неандертальца находится на хромосоме 3; группа исследователей в Европе связала определенные вариации в этой последовательности с риском более тяжелого заболевания при заражении Covid-19.

«Мы работаем над геномами неандертальцев в течение 25 лет, и внезапно они кажутся очень важными для большой неотложной медицинской помощи. Это было действительно огромным, огромным сюрпризом», - сказал Паабо.

Исследование также выявило значительные различия в том, насколько распространен этот вариант генетического риска в разных частях мира. Это особенно распространено среди людей в Южной Азии, где около половины населения относятся к неандертальскому варианту риска. В Европе каждый шестой человек несет вариант риска, тогда как в Африке и Восточной Азии его практически нет.

Коммерческие тесты ДНК могут сказать вам, какой процент вашей ДНК принадлежит неандертальцу. Тем не менее, это не то, о чем людям нужно беспокоиться, когда речь идет о риске Covid-19, а также о других заболеваниях и чертах, связанных с ДНК неандертальцев.

«Мы не можем винить неандертальцев за Covid. Это разрушительная реакция, и именно поэтому я хочу подчеркнуть, что социальные и экологические факторы - это реальные вещи, о которых люди должны беспокоиться», - сказал Тони Капра, генетик из Центра структурной биологии в Университете Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннесси.

«Тем не менее, как генетик, я думаю, что важно знать историю эволюции генетических вариантов, которые мы обнаруживаем, которые действительно влияют на черты характера. Влияние черт ДНК неандертальцев можно обнаружить, но они скромные».

Капра сказал, что его работа обнаружила связь между ДНК неандертальца и психическими расстройствами, такими как депрессия и зависимость.

«Мы обнаружили ассоциации с чувствительными нейропсихиатрическими заболеваниями и зависимостями (и вариантами генов неандертальцев), которые позволяют людям эмоционально связываться, когда они ищут объяснение того, почему они или их близкие испытывают трудности», - сказал он.

«Я считаю, что мы обязаны объяснить общественности, что нельзя винить неандертальцев ни в одной из этих ассоциаций, которые мы обнаружили».

Ученые могут искать связи, сравнивая ДНК неандертальцев с информацией о живых людях, добытой из крупных биобанков, используемых для медицинских исследований, которые содержат информацию о генетическом составе человека, а также другие детали в их медицинских записях.

«Эти большие исследования - британский биобанк - самый крупный - в которых изучаются сотни тысяч людей ... Это открыло эту (область), чтобы упростить изучение», - сказал Пэабо.

Хотя многие связи между ДНК неандертальцев и характерными чертами в значительной степени представляют академический интерес, некоторые из них могут иметь медицинские последствия с точки зрения идентификации людей, подверженных риску заболевания, или указания на будущее лечение.

В одном из своих последних исследований, опубликованных ранее в этом году, Паабо и его сотрудники проанализировали данные 244000 женщин в биобанке Соединенного Королевства и обнаружили, что женщины, у которых есть вариант гена, унаследованный от неандертальцев, с меньшей вероятностью будут иметь выкидыш или кровотечение во время беременности. Исследование показало, что у этих женщин также были большие семьи.

Последующий молекулярный анализ показал, что у этих женщин вырабатывается больше рецепторов прогестерона в своих клетках, что может привести к повышенной чувствительности к прогестерону и защите от ранних выкидышей и кровотечений, сказал Пэабо.

«Рецептор прогестерона является примером того, как благоприятные генетические варианты, которые были введены в организм современного человека в результате смешения с неандертальцами, могут повлиять на людей, живущих сегодня», - сказал Хьюго Зеберг, исследователь из отдела нейробиологии Каролинского института в Стокгольме и Макса Планка Институт эволюционной антропологии, проводивший исследование вместе с Паабо.

Как люди получили ДНК неандертальцев?

В то время как популярный образ неандертальцев - это грубые пещерные люди, они, вероятно, вели более изысканный образ жизни, чем можно предположить из изображений поп-культуры.

Неандертальцы ходили по Земле 350 000 лет. Они знали, как выжить в холодном и теплом климате, использовали инструменты и пряжу, плавали и, возможно, даже создавали искусство.

Исследователи полагают, что неандертальцы географически пересекались с современными людьми в течение периода более 30 тысяч лет после миграции людей из Африки и до того, как неандертальцы вымерли около 40 тысяч лет назад, хотя некоторые ученые считают, что совпадение может составлять всего 6000 лет. Иногда, когда две группы встречались, они занимались сексом и рожали детей. Как часто неандертальцы и Homo sapiens занимались сексом, неясно, но вероятно было несколько периодов скрещивания.

По словам Капры, изначально эти гены неандертальцев могли дать ранним современным людям эволюционное преимущество, когда они мигрировали на север, в Европу и Азию. Эти люди столкнулись бы с разным климатом, режимами пребывания на солнце, диетами и, самое главное, с разными патогенами.

По словам Капры, гены неандертальцев, которые сегодня остаются в ДНК некоторых людей, имеют тенденцию влиять на функционирование иммунной системы, а также на свойства волос и кожи, такие как цвет волос, склонность к облысению и способность кожи загорать.

«Эти две системы - ваши волосы и кожа и ваша иммунная система - имеют решающее значение для адаптации к новым условиям», - сказал он.

«Неандертальцы жили в этих местах за сотни тысяч лет до того, как туда попали какие-либо анатомически современные люди. Так что скрещивание с неандертальцами могло быть способом получить эти предадаптированные гены».

С каждым поколением эти гены мутировали. Некоторые исчезли со временем, но другие варианты увеличились, пока не стали достаточно распространенными, чтобы стать частью генетической сигнатуры человеческой популяции. Ученые считают, что те, что сохранились, могут принести людям некоторые преимущества сегодня.

«Остается много информации. Это определенно не случайно», - сказал Капра.

Чтобы внести ясность, Капра сказал, что он не может взглянуть на человека и определить, есть ли у него ДНК неандертальца, по его волосам, цвету кожи или особенностям.

«Каждую неделю я получаю электронные письма с вопросом:« У меня волосы на этих частях тела, значит ли это, что я неандерталец? »»

«Нет, эффекты в большинстве случаев скромные - порядка 1% или 2% от вариации черт, которые вы видите во всей популяции»

Область ограничена отсутствием этнически разнообразных биобанков, поскольку большинство геномных баз данных ориентировано на жителей Западной Европы. Более того, существует только три полных генома неандертальцев - хотя есть несколько других неандертальцев, по которым у ученых есть некоторые генетические данные.

Исследователи также изучают, какие преимущества ДНК других ранних людей может иметь для здоровья современных людей.

Гораздо меньше известно о денисовцах, еще одной загадочной группе древних людей, потому что исследователи обнаружили лишь очень мало окаменелостей - в основном в одной сибирской пещере - хотя более недавняя ДНК, обнаруженная в отложениях (вероятно, из фекалий или мочи), предполагает, что они путешествовали а также называется тибетским пещерным домом.

Также вероятно, что ранние современные люди скрещивались с этими денисовцами. Ранние исследования показали, что это могло дать генетические преимущества, которые помогли современным тибетцам адаптироваться к жизни на больших высотах благодаря варианту гена, который помогает эритроцитам более эффективно использовать кислород.

«Мы просто естественно очарованы событиями, произошедшими в истории нашего вида, которые сформировали различия между людьми, и именно это движет моим увлечением этой областью», - сказал Капра.

Написать комментарий