ДНК неандертальцев и денисовцев обнаружена у генов аутистов у современ

Один из самых интересных вопросов эволюции гоминина - сколько именно наших исчезнувших кузенов осталось в нас. От 1 до 4 процентов современного человеческого генома происходит от неандертальцев повсюду, кроме Африки к югу от Сахары. Кроме того, было показано, что от 4 до 6 процентов современного меланезийского генома происходит от отдельного вида архаичного гоминина, Denisovans. Теперь в новом документе, сфокусированном на сравнении определенного типа генетической дисперсии, обнаружены свидетельства того, что денисовцы и неандертальцы внесли крупномасштабный долгосрочный положительный вклад в геном человека. Наше понимание влияния этих изменений в настоящее время ограничено, но они происходят в довольно интересном месте.

Большинство исследований, в которых сравниваются различия в популяциях человека (или различия между архаичными и современными гомининами), сосредоточены на адаптивных вариантах однонуклеотидных соединений (SNV). Это был единственный нуклеотидный вариант, который давал архаичным северо-западным европейцам способность переваривать лактозу, и эта возможность является примером естественного отбора человека в учебнике. Изображение ниже показывает распространенность взрослой лактазы в процентном отношении к общей популяции.

Однонуклеотидные вариации, обнаруженные в геноме тибетцев, связаны с большей адаптацией к высотным условиям. Они возникли в денисовском геноме. В то время как добавление Денисована произошло намного раньше, чем адаптация к расщеплению лактазы у взрослых, оба они были сохранены (то есть они сохранялись с момента первоначальной эволюции).

Это новое исследование не сфокусировано на SNV. Вместо этого он проанализировал современный меланезийский геном на наличие признаков вариантов числа копий (CNV). Изменение количества копий - это когда количество копий целого гена различается у разных людей. Например, болезнь Хантингтона вызывается, когда определенный участок гена Хантингтона повторяется до такой степени, что он вызывает изменение продукции белка. CNVs намного больше, чем SNV, и они имеют тенденцию оказывать очень сильное селективное давление. Следовательно, любые доказательства сохранения CNV в популяции меланезийцев, которые можно проследить до денисовского или неандертальского геномов, будут свидетельством того, что эти варианты приносят пользу.

Прежде всего необходимо знать, что влияние CNV на геном человека является активной областью исследований. Исторически сложилось, что SNV получили гораздо больше внимания. Открытие консервативных CNV в меланезийской популяции от архаичных денисовцев и неандертальцев само по себе важно. Однако до сих пор неясно, что именно делает любой из вариантов. Частично трудность анализа CNV заключается в том, что они намного больше, чем SNV с гораздо большим диапазоном потенциальных эффектов.

Денисован и неандертальцы

Исследователи обнаружили два специфических CNV, один из которых связан с геномом Денисована, а другой - с неандертальцами 79 процентов меланезийцев имеют дупликацию на хромосоме 16p11.2 из> 383 000 пар оснований (т.п.н.), которая произошла от денисовцев и была внедрена в туземную популяцию 60 000-170 000 лет назад.

Второй вариант был представлен неандертальцами и представлен 44% современных меланезийцев. Он расположен на хромосоме 8p21.3 и состоит из делеции ~ 6 т.п.н. и дублирования ~ 38 т.п.н.

Что особенно интересно в денисовском дополнении к геному человека, так это его местоположение. По словам исследователей, специфическая область 16p11.2, которую они определили как денисовская по происхождению, является частью локуса, который «демонстрирует обогащение сложными рекуррентными структурными перестройками, которые предрасполагают людей ко второй наиболее распространенной генетической причине аутизма, что объясняет ~ 1% пациентов. ”Чтобы быть более определенным, Денисовский CNV непосредственно прилегает к области хромосомы, где гены, как известно, связаны с аутизмом.

Этот специфический участок человеческого генома, как известно, нестабилен и подвержен ошибкам поломки. Предыдущее исследование 16p11.2 показало, что более ранняя дупликационная транспозиция гена BOLA2 около 282 000 лет назад «одновременно увеличила количество копий гена, связанного с гомеостазом железа, и предрасположила наш вид к рецидивам, связанным с болезнью».

Дело в том, что денисовский вклад в геном человека составляет 1). Огромный 2). Построен в метафорическом болоте 16p11.2 и 3). Высоко консервативный предполагает, что было важно сохранить. Неандерталец CNV охватывает TNFRSF10D (суперсемейство рецепторов фактора некроза опухолей 10D). По словам исследователей, «TNFRSF10D был описан как один из специфических для приматов генов, преимущественно экспрессируемых в клетках-предшественниках неокортекса плода человека».

Что все это значит?

Честный ответ: никто не уверен. Исследователи полагают, что эти гены, скорее всего, принесли меланезийцам эволюционную пользу, вероятно, связанную с их жизнью в изолированной тропической среде.

«Наши результаты в совокупности свидетельствуют о том, что большие CNV, происходящие из архаичных гомининов и интрогрессированные в современных людей, сыграли важную роль в адаптации местной популяции и представляют недостаточно изученный источник крупномасштабных генетических вариаций», - пишут авторы исследования.

Проблемы с анализом CNV затруднили применение до сих пор. Применение этих методов предполагает, что мы можем увидеть их более широкое использование в будущем, но новизна подхода означает, что мы будем выяснять, что эти отклонения делают в течение достаточно долгого времени.

Написано с помощью Джессика Холл. Особенностью изображения является сравнение ранних Homo Sapiens с Homo neanderthalensis. Предоставлено: Википедия.