Неандертальцы таинственно исчезли около 40 000 лет назад, но перед исчезновением они скрестились с другим человеческим видом, который только начал свое глобальное распространение. В результате этих древних свиданий многие современные европейцы и азиаты сегодня содержат около 2 процентов ДНК неандертальцев в своих геномах.

Фото: Стэнфордские ученые обнаружили, что скрещивание между неандертальцами и современными людьми дало нам генетические инструменты для борьбы с вирусными инфекциями. Предоставлено: Claire Scully

Любопытно, что некоторые фрагменты ДНК неандертальцев появляются в современных человеческих популяциях чаще, чем другие, что заставляет ученых задаться вопросом, было ли их распространение случайным или эти часто встречающиеся гены дают некоторое функциональное преимущество.

Стэнфордские ученые теперь нашли убедительные доказательства последнего. «Наше исследование показывает, что значительное количество часто встречающихся фрагментов ДНК неандертальцев были адаптивными по очень классной причине», — сказал Дмитрий Петров, биолог-эволюционист Стэнфордской школы гуманитарных и естественных наук. «Гены неандертальцев, вероятно, дали нам некоторую защиту от вирусов, с которыми столкнулись наши предки, когда они покидали Африку».

Когда произошел первый контакт между этими двумя видами, неандертальцы жили за пределами Африки в течение сотен тысяч лет, предоставляя их иммунной системе достаточно времени для развития защиты от инфекционных вирусов в Европе и Азии. Наши недавно эмигрировавшие предки, для сравнения, были бы намного более уязвимыми. «Для современных людей гораздо больше смысла было просто позаимствовать уже приспособленную генетическую защиту у неандертальцев, а не ждать, пока развиваются их собственные адаптивные мутации, что заняло бы гораздо больше времени», — сказал Дэвид Энард, бывший постдокторант в лаборатории Петрова.

Петров и Энард сказали, что их результаты согласуются с «яд-антидотной» моделью обмена генами между двумя видами. В этом сценарии неандертальцы завещали современным людям не только инфекционные вирусы, но и генетические инструменты для борьбы с захватчиками.

«Современные люди и неандертальцы настолько тесно связаны между собой, что для этих вирусов не было особого генетического барьера», — сказал Энард, который в настоящее время является доцентом в Университете Аризоны. «Но эта близость также означала, что неандертальцы могли передавать нам защиту от этих вирусов».

В своем новом исследовании, опубликованном 4 октября в журнале Cell , ученые показывают, что генетическая защита, которую нам передали неандертальцы, была направлена ​​против РНК-вирусов, которые кодируют свои гены с помощью РНК, молекулы, которая химически похожа на ДНК.

Стойкие гены

Ученые пришли к своим выводам после составления списка из более чем 4500 генов у современных людей, которые, как известно, каким-то образом взаимодействуют с вирусами. Затем Энард проверил свой список по базе данных секвенированной ДНК неандертальцев и выявил 152 фрагмента этих генов современных людей, которые также присутствовали в неандертальцах.

Ученые показали, что у современных людей 152 гена, которые мы унаследовали от неандертальцев, взаимодействуют с современными ВИЧ, гриппом А и гепатитом С — всеми типами РНК-вируса. Исходя из этого, Энард и Петров пришли к выводу, что эти гены помогли нашим предкам отразить древние РНК-вирусы, с которыми они столкнулись, покидая Африку.

Интересно, что идентифицированные ими неандертальские гены присутствуют только у современных европейцев, что позволяет предположить, что различные вирусы влияли на генетический обмен между неандертальцами и древними предками современных азиатов. Это имеет смысл, сказал Энард, поскольку считается, что скрещивание между неандертальцами и современными людьми происходило многократно и в разных местах на протяжении всей предыстории, и в каждом случае, вероятно, были задействованы разные вирусы.

В дополнение к предложению нового взгляда на скрещивание между неандертальцами и людьми, новые результаты также демонстрируют, что можно прочесать геном вида и найти доказательства древних болезней, которые когда-то поражали его — даже когда вирусы, ответственные за эти заболевания, длительны ушел. По словам Энарда, этот метод будет особенно полезен для РНК-вирусов, чьи геномы на основе РНК являются более хрупкими, чем их ДНК-аналоги.

«Это похоже на палеонтологию», — добавил он. «Вы можете найти подсказки динозавров по-разному. Иногда вы обнаружите настоящие кости, но иногда вы найдете только следы в окаменелой грязи. Наш метод также косвенный: поскольку мы знаем, какие гены взаимодействуют с какими вирусами, мы можем определить типы вирусов, ответственных за вспышки древних болезней».

По материалам eurekalert.org