Неандертальська, денісованська ДНК знайдена поблизу генів аутизму у су

Одне з найцікавіших питань еволюції гомініну - це саме те, скільки наших зниклих двоюрідних братів залишається в нас. Від 1-4 відсотків сучасного геному людини походить від неандертальців скрізь, крім країн Африки на південь від Сахари. Крім того, показано, що між 4-6 відсотками сучасного меланезійського геному походить від окремого виду архаїчного гомініну, Денісованов. Тепер, у новій роботі, зосередженій на порівнянні конкретного типу генетичної дисперсії, було знайдено докази, що свідчать про те, що Денисованс та неандертальці зробили масштабний, довгостроковий позитивний внесок у геном людини. Наше розуміння впливу цих змін наразі обмежене, але вони відбуваються у досить цікавому місці.

Більшість досліджень, які порівнюють відмінності в людній популяції (або відмінності між архаїчними та сучасними гомінінами), зосереджуються на адаптивних варіантах однонуклеотидів (SNV). Саме одна нуклеотидна варіація дала архаїчним північно-західним європейцям здатність перетравлювати лактозу, а здатність це робити - це підручник природного відбору людини. На зображенні нижче показано поширеність перктантності лактази у дорослих як відсоток від загальної кількості населення.

Одиночні нуклеотидні варіації, виявлені в геномі тибетського народу, пов'язані з більшою акліматизацією до висотних умов. Вони зародилися в геномі Денисована. Хоча додавання Денисовану відбулося набагато раніше, ніж адаптація до травлення лактази у дорослих, вони були збережені (тобто вони зберігалися з початкової еволюції).

Це нове дослідження не зосереджено на СНВ. Натомість він проаналізував сучасний меланезійський геном на предмет ознак варіантів кількості копій (CNV). Варіант кількості копій - це коли кількість копій цілого гена відрізняється між особами. Наприклад, хвороба Хантінгтона викликається, коли певний підрозділ гена Хантінгтона повторюється до того, що він викликає змінене вироблення білка. CNV набагато більше, ніж SNV, і вони, як правило, чинять дуже сильний селективний тиск. Таким чином, будь-які докази збережених CNV у меланезійського населення, які можна було б простежити до геномів Денісована чи неандертальця, повинні бути свідченням того, що ці варіанти приносять користь.

Слід знати, що вплив ЧПВ на геном людини є активною сферою дослідження. Історично відомчі SNV приділяли значно більше уваги. Відкриття збережених CNV у меланезійського населення архаїчних денісованців та неандертальців само по собі є важливим. Однак досі не зрозуміло, що саме робить будь-яка з варіантів. Частиною труднощів аналізу СНВ є той факт, що вони набагато більше, ніж СНВ із значно більшим діапазоном потенційних ефектів.

Денисованські та неандертальські внески

Дослідники виявили два специфічні ВНС - один, асоційований з геном Денисова, і один, пов'язаний з неандертальцями. 79 відсотків меланезійців здійснюють дублювання хромосоми 16p11.2 з> 383000 пар базових (кбіт), що походить від Денисованов і було внесено до місцевого населення 60 000-170 000 років тому.

Другий варіант був введений неандертальцями і його переносять близько 44 відсотків сучасних меланезійців. Він розташований на хромосомі 8p21.3 і складається з делеції ~ 6-kbp та дублювання ~ 38-kbp.

Що особливо цікаво щодо денісованого додатку до геному людини, це його місцезнаходження. На думку дослідників, специфічна область 16p11.2, яку вони назвали денісовановим за походженням, є частиною локусу, який "демонструє збагачення складних періодичних структурних перебудов, що схиляє людей до другої найпоширенішої генетичної причини аутизму. ~ 1% пацієнтів. ”Щоб бути більш конкретним, денісований CNV безпосередньо примикає до області хромосоми, де знаходяться гени, пов’язані з аутизмом.

Відомо, що цей специфічний розділ геному людини нестабільний і схильний до помилок. Попередні дослідження 16p11.2 показали, що більш рання дублююча транспозиція гена BOLA2 близько 282 000 років тому "одночасно збільшувала кількість копій гена, асоційованого з гомеостазом заліза, і схиляла наш вид до повторних перебудов, пов'язаних із захворюванням".

Справа в тому, що внесок Денисована в геном людини - 1). Величезний 2). Побудований у метафоричному болоті 16п11.2 та 3). Високозбережений говорить про те, що важливо було зберегти. Неандертальський CNV охоплює TNFRSF10D (рецептор фактора некрозу пухлини, надсемейство 10D). На думку дослідників, "TNFRSF10D повідомлявся як один із генів, що специфічні для приматів, переважно експресуються в клітинах-попередниках неокортексу плода людини".

Що це все означає?

Чесна відповідь: Ніхто не впевнений. Дослідники вважають, що ці гени, ймовірно, принесли еволюційну користь меланезійцям, ймовірно, пов’язаним із їхнім життям в ізольованому тропічному середовищі.

"Наші результати в сукупності говорять про те, що великі ЧПВ, що виникають у архаїчних гомінінах та введені в сучасну людину, відіграли важливу роль у адаптації місцевого населення та є недостатньо вивченим джерелом широкомасштабних генетичних варіацій", - писали автори дослідження.

Проблеми з аналізом CNV ускладнюють їх застосування до цих пір. Застосування цих методів говорить про те, що ми можемо бачити їх використання в майбутньому ширше, але новизна підходу означає, що ми будемо з'ясовувати, що ці відхилення роблять протягом досить довгого часу.

Написано за допомогою Джессіки Холл. Особливістю зображення є порівняння ранніх Homo sapiens з Homo neanderthalensis. Кредит: Вікіпедія.