-0.26%
81.16
-0.41%
65.3601
-0.04%
75.6145
-0.02%
1.1572
-0.10%
1223.73

Из жизни предков: секс с неандертальцами полезен

7 октября, 22:40
47
Обитавшие в Европе Homo sapiens заражались от неандертальцев вирусными инфекциями и обменивались с ними генами устойчивости. Следы этого процесса обнаружились в современных геномах
Американские биоинформатики Дмитрий Петров и Дэвид Энард опубликовали в журнале Cell статью, проливающую свет на жизнь наших далеких предков.
Около 70 000 лет назад люди начали расселяться из Африки по другим континентам планеты. В Европе они встретили другую ветвь человеческого рода — неандертальцев, которые к тому времени уже прожили там десятки тысяч лет. Очевидно, неандертальцы успели адаптироваться к этой среде. Вероятно, они несли в своем геноме генетические детерминанты, позволявшие им как-то защищаться от патогенов, обычных для региона. А вот древние сапиенсы были совершенно беззащитны перед этими новыми для них врагами. Однако такая ситуация сохранялась недолго: две ветви человеческого рода начали скрещиваться между собой, и наши предки получили неандертальские адаптивные мутации, которые позже закрепились в популяции с помощью отбора.
Изложенная выше история могла бы остаться чистой беллетристикой. К счастью, современные методы биоинформатики позволяют найти ей объективное подтверждение, что с блеском продемонстрировали американские исследователи.
Стэнфордский профессор Дмитрий Петров занимается генетикой эволюционных адаптаций. Пару лет назад ему удалось показать, что примерно треть изменений в молекулах белков, которые произошли в человеческой родословной с момента отделения от человекообразных обезьян, были адаптациями к вирусным инфекциям. Теперь исследователи решили выяснить, каково происхождение этих мутаций. Известно, что в ДНК современных европейцев около 2% имеет неандертальское происхождение, — не сохранили ли мы эти гены как раз потому, что они помогали нашим предкам успешнее бороться с вирусами?
Из 25 000 генов человеческого генома исследователи отобрали 4000, которые могут иметь отношение к взаимодействию с вирусами. Остальные гены, заведомо не имеющие никакого отношения к вирусным инфекциям, служили в качестве контроля. Многие участки неандертальской ДНК в европейских геномах хорошо изучены и доступны в публичных базах данных; оставалось лишь сравнить статистику появления этих фрагментов в окрестностях 4000 «подозрительных» генов со средними величинами. Данные однозначно свидетельствовали, что в генах, имеющих отношение к взаимодействию организма с вирусами, неандертальские фрагменты ДНК встречаются чаще. Речь идет главным образом об РНК-содержащих вирусах (к ним относится, например, вирус иммунодефицита человека и вирус гриппа).
Таким образом, эпидемии вирусных заболеваний оказались важнейшим фактором человеческой эволюции. Разумеется, наши предки не могли сознавать, что интимная близость с представителями близкородственного вида вооружает их потомство для борьбы с инфекциями. Обмен ДНК с неандертальцами происходил случайным образом, однако естественный отбор позаботился о том, чтобы полезные для борьбы с вирусами фрагменты распространились в популяции и задержались в генофонде до нашего времени.
Эта научная работа помогла пролить свет на драматичный этап эволюции нашего вида. Однако у нее есть и более прагматичные следствия. РНК-содержащие вирусы — организмы недолговечные: они быстро эволюционируют и не оставляют никаких ископаемых остатков. Исследование эволюционных адаптаций к вирусным инфекциям — единственный способ понять, как складывались в прошлом отношения наших предков с вирусами. В настоящий момент человечество переживает пандемию ВИЧ; вероятно, такие события происходили и в прошлом, и никто не гарантирует, что подобное не может повториться в будущем. Данные, полученные биоинформатиками, помогут лучше понять эволюционно-генетические механизмы подобных событий и подготовиться к будущим вызовам.
Наверх