Скрытый ген денисовцев, который помог людям завоевать Америку.
Давно скрытые следы ДНК денисовцев вновь всплыли в геномах современных людей — и, возможно, они до сих пор работают на нас.
Ученые обнаружили вариант гена, переданный от этих вымерших родственников, который, вероятно, помог нашим предкам выжить, когда они расселились по Америке.
Древнее скрещивание дало людям полезные генетические инструменты
Новое исследование предполагает, что встречи между ранними современными людьми и другими архаичными группами людей могли обеспечить генетические признаки, которые помогли нашему виду адаптироваться к незнакомой среде по мере миграции людей по всему миру.
Исследование, опубликованное в журнале Science, посвящено гену MUC19, который участвует в производстве белков, участвующих в образовании слюны и защитных слизистых оболочек пищеварительной и дыхательной систем. Команда обнаружила, что вариант этого гена, унаследованный от денисовцев, малоизвестной архаичной группы людей, встречается у многих людей в Латинской Америке, имеющих индейские корни. Тот же вариант был также обнаружен в ДНК, полученной от людей, живших на археологических памятниках Северной и Южной Америки.
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что этот вариант гена стал распространенным, поскольку обеспечивал существенное преимущество в выживании. Хотя ученые пока не знают точного значения этого преимущества, роль гена в процессах, связанных с иммунной системой, позволяет предположить, что он мог помочь ранним популяциям бороться с незнакомыми патогенами, проникшими в Америку.
«С эволюционной точки зрения, это открытие показывает, как древнее скрещивание может иметь последствия, которые мы наблюдаем и сегодня», — сказала автор исследования Эмилия Уэрта-Санчес, профессор экологии, эволюции и биологии организмов в Университете Брауна. «С биологической точки зрения, мы идентифицируем ген, который, по-видимому, является адаптивным, но функция которого еще не изучена. Мы надеемся, что это приведет к дальнейшим исследованиям того, что этот ген на самом деле делает».
Уэрта-Санчес проводила работу совместно с Фернандо Вильянеа, бывшим постдокторантом в Университете Брауна, ныне работающим в Университете Колорадо в Боулдере; Дэвидом Пидом, аспирантом в Университете Брауна; и коллегами из нескольких международных учреждений.
Что нам известно о денисовцах
Учёные располагают ограниченной информацией о денисовцах, которые жили в некоторых частях Азии от 300 000 до 30 000 лет назад. Среди сохранившихся ископаемых — небольшая коллекция останков из Денисовой пещеры в Сибири, две челюсти из Тибета и Тайваня, а также недавно обнаруженный почти полный череп из Китая.
Одна из сибирских окаменелостей содержала древнюю ДНК, что позволило исследователям проследить общие генетические особенности между денисовцами и современными людьми. Более ранняя работа Уэрта-Санчеса показала, что тибетцы, включая шерпов, являются носителями денисовской версии гена EPAS1, которая способствует адаптации к высокогорным условиям.
ДНК денисовцев в древних и современных популяциях
В новом исследовании учёные сравнили геномные последовательности денисовцев с данными проекта «1000 геномов», который каталогизирует глобальное генетическое разнообразие человека. Этот анализ показал, что связанный с денисовцами вариант гена MUC19 встречается особенно часто среди людей в Латинской Америке с коренным американским происхождением.
Команда также изучила ДНК 23 древних индивидов, обнаруженных на археологических памятниках на Аляске, в Калифорнии, Мексике и других местах по всей Америке. Вариант гена MUC19, происходящий от денисовцев, также был распространен в этих древних образцах.
Несколько статистических подходов показали, что эта версия гена стала более распространенной как у древних коренных народов, так и у их современных потомков благодаря сильному естественному отбору. Ген также расположен в необычно длинном сегменте архаичной ДНК, что является еще одним показателем того, что отбор сыграл ключевую роль. Исследователи пришли к выводу, что ген, вероятно, перешел от денисовцев к неандертальцам путем скрещивания, а неандертальцы позже передали его ранним современным людям.
Как скрещивание расширило генетическое разнообразие человека
Уэрта-Санчес отметила, что эти результаты подчеркивают, как скрещивание между различными группами людей обеспечило полезную генетическую изменчивость, которая сформировала наш эволюционный путь.
«Как правило, генетическая новизна создается очень медленным процессом», — сказала Уэрта-Санчес. «Но эти события скрещивания стали внезапным способом внесения большого количества новой изменчивости».
Этот приток новой изменчивости, возможно, был особенно важен, когда ранние современные люди проникли в Америку, потенциально улучшив иммунный ответ в незнакомой среде.
«Что-то в этом гене явно было полезно для этих популяций, и, возможно, все еще полезно или будет полезно в будущем», — сказала Уэрта-Санчес.
Она надеется, что растущее признание важности MUC19 будет стимулировать дополнительные исследования, чтобы выяснить, как функционируют эти изменяющие белок генетические варианты и раскрывают ли они новые биологические механизмы.
