Перші люди, що ступили на землю Америк, несли в собі крихітний шматочок ДНК від двох давно вимерлих євразійських людських груп: неандертальців та денисовців. Нове дослідження виявило, що ця генетична спадщина могла допомогти першим мешканцям Америки боротися з хворобами, з якими вони стикалися у своєму новому середовищі. Це відкриття проливає світло на складну історію людської еволюції та міграцій, показуючи, що генетична спадщина давніх предків мала велике значення для виживання.
За словами Фернандо Вільянеа, генетика популяцій з Університету Колорадо в Боулдері, та співавтора дослідження, кожен, хто живе сьогодні, є результатом “об’єднання трьох різних видів”. Університет Колорадо в Боулдері є знаним державним дослідницьким університетом у Боулдері, штат Колорадо, США, що активно долучається до передових наукових розробок у багатьох галузях.
“Ми вважаємо, що люди мали цю архаїчну генетичну варіацію”, — розповіла Live Science Емілія Уерта-Санчес, також генетик популяцій з Університету Брауна. Університет Брауна, розташований у Провіденсі, штат Род-Айленд, США, є одним з найстаріших та найпрестижніших університетів Ліги плюща. Коли люди розселялися по Америках, їм не потрібно було чекати розвитку нових мутацій для боротьби з новими патогенами. Натомість, вони могли використовувати арсенал генетичних варіантів, отриманих від інших людських груп, що надало їм адаптивну перевагу.
Загадкова спадщина MUC19
У новому дослідженні, опублікованому у четвер (21 серпня) у престижному журналі Science, науковці детально проаналізували ген MUC19. Science — це один з найвпливовіших наукових журналів у світі, що публікує революційні дослідження з усіх галузей науки і є провідним виданням Американської асоціації сприяння розвитку науки (AAAS). MUC19 – це ген, що кодує білок з різними функціями, включно з регулюванням консистенції слизу, що є важливою частиною імунної системи. Дослідники виявили, що кожен третій мешканець Мексики сьогодні має ген MUC19, схожий на той, що був у денисовців.
Денисовці – це загадкова група давніх людей, близьких родичів неандертальців, які населяли Азію приблизно від 200 000 до 30 000 років тому. Їхні генетичні сліди були знайдені на величезних просторах Азії, від Сибіру до Тибету, що свідчить про їх широке поширення. Неандертальці, у свою чергу, були видом або підвидом давніх людей, що мешкали в Євразії до приблизно 40 000 років тому і відіграли визначну роль у формуванні генетичного різноманіття сучасного людства.
Попередні дослідження MUC19 у корінних американців зосереджувалися на двох аспектах. Одна група вчених раніше показала, що люди з корінним американським походженням несуть велику кількість давніх людських варіантів MUC19. Інша група виявила, що ген MUC19 в цілому ставав все більш поширеним з часом у корінних популяціях Північної Америки, оскільки він був еволюційно вигідним, надаючи переваги у виживанні.
Генетичний «сендвіч»
Однак у новому дослідженні вчені виявили, що довжина денисівського сегмента ДНК MUC19 у корінних американців з часом збільшувалася, і що цей варіант «примандрував» від неандертальців у вигляді генетичного «сендвіча», як висловився Вільянеа. Це перший випадок, коли вчені виявили денисівський ген, що потрапив до людей через неандертальців. “Це дивовижно”, — сказав Вільянеа. “Чи це єдиний випадок такого явища, чи їх більше? Ми все ще намагаємося з’ясувати це”.
Щоб перевірити, чи були денисівські варіанти MUC19 корисними для корінних американців, команда порівняла генетичні дані сучасних мексиканців, перуанців, колумбійців та пуерториканців з Проєкту 1000 геномів з генетичними послідовностями 23 корінних жителів, більшість з яких жили в Америках до XIII століття, а також трьох неандертальців та одного денисівця. Проєкт 1000 геномів є надзвичайно цінним відкритим каталогом людської генетичної варіації, що містить дані про геноми понад тисячі людей з різних популяцій світу.
Команда виявила, що сучасні мексиканці мали найвищу частоту денисівських варіантів MUC19 – близько 33% населення є носіями цієї версії гена. Близько 20% перуанців мали цей варіант, тоді як лише близько 1% колумбійців та пуерториканців. Дослідники вважають, що це пояснюється тим, що мексиканці, в середньому, мають більше корінної американської ДНК у своїх геномах, ніж інші згадані популяції. Мексика та Перу, розташовані у Латинській Америці, мають багату історію та значне корінне населення, нащадки якого зберегли унікальні генетичні особливості, що відображаються у їхній генетичній спадщині.
Коли команда дослідила, яка архаїчна людська група передала ці варіанти генів, вони з подивом побачили, що денисівська частина гена була оточена неандертальською ДНК. Найбільш імовірне пояснення цього полягає в тому, що неандертальці спочатку придбали ці варіанти в результаті схрещування з денисовцями, а коли неандертальці пізніше схрещувалися з сучасними людьми, вони передали цей несподіваний генетичний «пакунок», заявили дослідники.
“Дослідники взяли цю складну закономірність і змогли розібрати її в контексті минулих демографічних подій людства”, — написав Ріпан Малхі, молекулярний антрополог з Університету Іллінойсу в Урбана-Шампейн, який не брав участі в новому дослідженні. Він зазначив, що робота вражаюча, і тепер потрібно дізнатися більше про функцію денисівського гена MUC19.
Це наступний етап для Вільянеа та його команди, які планують дослідити нові колекції біологічних зразків з геномними даними та даними про ознаки від латиноамериканців або корінних американців, щоб побачити, як денисівські варіанти впливають на функцію білка.
Залежно від того, що саме робить денисівський варіант MUC19, він може допомогти імунній системі боротися з деякими специфічними патогенами або регулювати певні імунні реакції, зазначила Уерта-Санчес. “Ми підозрюємо, що він буде робити щось кардинально інше” від того, що робить сучасний людський варіант, додав Вільянеа.
