Тибетцы унаследовали высокогорный древний ген от древнего человека

10.07.2014 0:43

530

Древний ген суператлета, который помогает шерпам и другим тибетцам дышать легко на больших высотах, был унаследован от древнего вида человека.

Это заключение нового исследования, которое считает, что генная разновидность прибыла от людей, известных как Denisovans, которые исчезли вскоре после их скрещивания с предками европейцев и азиатов около 40000 лет назад. Это первый раз, когда вид гена, приобретенного от скрещивания с другим типом человека, представлена, чтобы помочь современным людям адаптироваться к окружающей среде.

Исследователи давно задавались вопросом, как тибетцы живут и работают на высотах более 4000 метров, где ограничено количество кислорода, и что делает большинство людей больными. Другие высокогорные люди, например, такие как относящиеся к Андам горцы, приспособились к такому разреженному воздуху, добавив в кровь больше переносчика кислорода - гемоглобина. Но тибетцы приспособились к высокогорности, имея меньше гемоглобина в крови; Ученые считают, эта черта помогает им избежать серьезных проблем, таких как сгустков и инсультов, вызванных, когда кровь сворачивается с более загруженными гемоглобином эритроцитами.

Исследователи обнаружили в 2010 году, что тибетцы имеют несколько генов, которые помогают им использовать меньшее количество кислорода эффективно, позволяя им снабдить его достаточно к их конечностям во время тренировки на большой высоте. Наиболее заметным является ген под названием EPAS1, который регулирует выработку организмом гемоглобина. Они были удивлены, однако тем, как быстро вариант высокогорного гена EPAS1 распространился изначально. Ученые принимают версию, что он распространился 30000 лет до рождества Христова через 40% высотных тибетцев, которые являются самыми настоящими генетическими носителями гена, редко наблюдаемого у людей, и они задавались вопросом, откуда он взялся.

Теперь международная команда исследователей изучила последовательность гена EPAS1 в 40 тибетцах и 40 китайцах горной провинции Ханьшуй. Оба народа были когда-то частью той же популяции, которая раскололась на две группы где-то между 2750 до 5500 лет назад. . Специалист в области популяционной генетики Расмус Нильсен из Калифорнийского университета, Berkeley, его постдоктор Эмилия Уэрта-Санчес, и их коллеги проанализировали ДНК и обнаружили, что у всех тибетцев и только двоих из 40 китайцев был отличительный сегмент гена EPAS1, в котором пять букв генетического кода были идентичными. При поиске в самых разнообразных каталогах геномов людей во всем мире из 1000 геномов проекта, они не могли найти ни одного другого живого человека, который имел тот же код.

Затем команда сравнила вариант гена с последовательностями ДНК из архаичных людей, включая неандертальцев. Denisovan - геном был добыт из ДНК в кости пальца по предоставленным остаткам неандертальца из Денисовой пещере на Алтае в Сибири. Сегменты Denisovan и тибетские соответствует тесно.
Команда также сравнила полный ген EPAS1 между населением во всем мире и подтвердила, что тибетцы унаследовали полный ген от Denisovans за последние 40 000 лет. Возможно от еще более раннего предка, который нес ДНК и передал его как Denisovans современным тибетцам. Но они не исключают, второй сценарий-то, что ген был унаследован от последнего предка, что современные люди поделились с Denisovans более 400 000 лет назад, потому что такой большой ген, или сегмент ДНК, был накоплен в процессе мутации и распался в течение этого же времени, но в варианте тибетцев ген EPAS1 и Denisovans не совпадали бы так близко, как они делают сегодня не будь родственниками.

Но только как же тибетцы наследовали этот древний ген от людей, которые жили 40 тысяч лет до них в Сибири и других частях Азии? С помощью компьютерного моделирования Нильсен и его команда обнаружили единственное правдоподобное объяснение в том, что предки тибетцев и китайцев получили ген в результате скрещивания с Denisovans. Геном этого загадочного народа, показал, что они были более тесно связаны с неандертальцами, чем с современными людьми, и они сразу располагались в Азии, так что они, возможно, жили рядом с предками тибетцев и китайцев. Другие недавние исследования показали, что, хотя меланезийцы в Папуа-Новой Гвинее имеют самые высокие уровни Denisovan ДНК сегодня (около 5% от их генома), некоторые китайцы и материковые азиаты сохраняют низкий уровень Denisovan родословной (примерно 0,2% до 2%) , предполагая, что большая часть их Denisovan родословной было уничтожено или потеряли с течением времени, как их небольшие популяции были поглощены более крупными группами современных людей.

Хотя большинство китайцев Ханьшуй и другие группы потеряли версию Denisovans гена EPAS1, потому что это не было особенно выгодно, тибетцы, которые обосновались на высокогорном тибетском плато, сохранили его, потому что это помогло им адаптироваться к жизни. Генная разновидность была отобрана естественным отбором, таким образом, это распространялось быстро многим тибетцам.

Некоторые китайцы - возможно, 1% до 2%-прежнему нести версию Denisovan гена EPAS1 сегодня, потому что скрещивание произошло, когда предки тибетцев и китайцев были еще частью одной группы около 40000 лет назад. Но древний ген позже погиб в большинстве китайском, или китайцы, возможно, приобрели его совсем недавно от скрещивания с тибетцами, говорит Нильсен.

В любом случае, что самое интересное, Нильсен говорит, что результаты показывают, что спаривание с другими группами была важным источником полезных генов в эволюции человека. «Современные люди не стали ждать новые мутации, чтобы приспособиться к новой среде", говорит он. "Они могли набрать адаптивных свойств путем скрещивания».

Открытие уже второй случай, в котором современные люди приобрели черту от архаичных людей, отмечает палеогенетик Сванте Пaaбo из Института Макса Планка эволюционной антропологии в Лейпциге, Германия, команда которого обнаружила людей Denisovan. Ранее в этом году, другая команда доказала, что майя, в частности, унаследовали вариант гена от неандертальцев, что увеличивает риск развития диабета.

Конечная ирония: Нильсен отмечает, что, как только мы получили этот благотворный древний ген, мы ничего не обрели. Вместо этого, мы, возможно, помогли стать гену Denisovans исчезнувшим.