20% genoma neandertalaca prikupljeno je iz gena modernog čovjeka • Elena Naimark • Znanstvene vijesti o "Elementama" • Genetika, antropologija

20% genoma neandertalaca sastavljeno je od gena modernog čovjeka

Sl. 1. Neandertalac u krznenom rtu koji se može okretati oko vrata kako bi se napravio manji cijev; takvi rtovi sredinom XIX stoljeća bili su jedina odjeća stanovnika Tierra del Fuego. No, ako se samo možete pogađati u stil odjeće, to je preciznije poznato o koži: geni koji određuju svojstva ljudske kože nasljeđuju se od neandertalaca. Slika sososcience.com

Američki znanstvenici koristili su posebnu metodu identificiranja arhaičnih gena. Od komada starih relikvija u genetskim slijedovima suvremenih ljudi, znanstvenici su uspjeli sakupiti oko 20% genoma neandertalca. U azijskom stanovništvu udio neandertalske baštine nešto je viši od onih europskih stanovnika. Neki geni naslijedili od neandertalaca pokazali su se prilagodljivim za ljude suvremenog tipa, s nekim prikladnim za Europljane, a drugi za azijate. To su geni koji se odnose na svojstva kože. Ispitivana metoda omogućuje otkrivanje genetskih relikvija bez usporedbe s fosilnim genomima, kao što je to učinjeno već čitanim neandertalcnim genomima. S ove točke gledišta, testirana metoda izgleda izuzetno obećavajuća.

Rasprava o tome jesu li sapiens povezani s neandertalcima ili ne, počela su davno prije čitanja genoma neandertalca i čak dugo prije same mogućnosti da to rade. Ovo je pitanje riješeno na različite načine, počevši od usporedbe raspodjele u vremenu i prostoru ostataka onih i drugih, tražeći morfološke znakove miješanja u kosturima i završavajući filozofskim spekulacijama o kriterijima za seksualnu atraktivnost. Nakon razvoja metoda za čitanje genoma modernog čovjeka i značajnog smanjenja troškova samog procesa, prirodno se pojavila ideja da se pretražuju genomi modernih ljudi za neandertalske relikvije. Takve su se metode stvarno razvile. Nažalost, prije čitanja genoma neandertalca – ovog sjajnog znanstvenog rezultata – nemoguće je provjeriti pouzdanost i učinkovitost razvijenih metoda. Sada je postalo moguće.

Čitanje genoma neandertalaca pokazalo je da moderni tipovi ljudi koji su se migrirali iz Afrike križali s neandertalcima. Kao rezultat toga, 1-3% genoma suvremenih ne-Afrikanaca je geni neandertalaca. Ali svaka moderna osoba ima različite neandertalne alele.Ako su svi ti aleli sastavljeni, onda će se cijeli genom neandertalaca, naravno, okupiti, ali impresivni dio toga; nešto poput "sa svijetom na nitu – goli košulju". Nedavno su objavljeni rezultati takvog rada, u kojem su znanstvenici mogli sažeti cijeli polimorfizam, koji se može pripisati neandertalskim relikvijama (o tome, vidi: Djelomična reproduktivna izolacija postojala između sapiena i neandertalaca, 03.02.2014). To je učinjeno, ako izostavimo detalje, tako. Izrađen je uzorak 1004 genoma. Suspendirane regije genoma s polimorfizmima uspoređene su s neandertalskom sekvencom. Polimorfizmi koji su se pokazali sličnima (s određenim statističkim sporazumom) neandertalcima, smatrani su uvedenim kad su prešli. Drugim riječima, ovaj postupak zahtijeva knjižnicu neandertalaca.

Vratimo se prije nekoliko godina, kada je čitanje genoma drevnih ljudi bilo samo u projektu, ali već su naučili kako učinkovito raditi s genomima suvremenih ljudi. Zatim je 2006. godine predložena tehnika za izolaciju arhaičnih elemenata iz genoma modernog čovjeka (opisan u članku V. Plagnola, J.D. Wall, 2006.Moguća preteška struktura u ljudskim populacijama). Temelji se na identifikaciji polimorfizama, za koje je posljednji zajednički predak imao drevnije doba nego za većinu sekvenci. Ti se arhaični elementi smatraju neandertalcima. Benjamin Verno i Joshua Aki, sa Sveučilišta u Washingtonu, odlučili su ponoviti ovaj rad na velikom uzorku modernih ljudi (665 suvremenih genoma), provjeravajući je li neandertalna komponenta zapravo otkrivena. Autori su trebali biblioteku gena neandertalaca samo za provjeru pouzdanosti metode.

Istina i Aki su radili s genomima Europljana i Azijata; Afrički genom (iz Joruba ljudi) korišten je za prepoznavanje specifičnih, ne-afričkih elemenata. Otkrili su niz arhaičnih područja genoma koji Joruba nisu imali. Ove stranice pokazale su dobru suglasnost s postojećom bibliotekom neandertalskih sekvenci. Kao rezultat toga, rezultirajući niz arhaičnih elemenata pokriva oko 20-30% genoma neandertalca.

U skladu s prethodnim rezultatima, bilo je moguće potvrditi da Europljani nose nešto manje gena neandertalaca nego Azijati (slika 2).Osim toga, svaka od rasa ima zajedničku neandertalsku baštinu i specifične neandertalske gene.

Sl. 2. Broj neandertalskih sekvenci po modernoj osobi; distribucija frekvencije (širina i oblik trake), BS (britanski i škotski, 89 osoba), FI (finski), FI (britanski i škotski, 89 ljudi), FI (finska, , 93 osobe), YUH (Han, Južna Kina, 100 ljudi), CX (Han, Peking, Sjeverna Kina, 97 osoba), ja (japanski, Tokio, 89 osoba). krugovi pokazuju broj zajedničkih i specifičnih neandertalaca za Europljane i Azijate. Slika iz raspravljanog članka u znanost

Neandertalski geni u genomu modernog čovjeka, kao što je ranije prikazano, često su štetni. Stoga, čini se da njihov broj opada. Na primjer, neki dijelovi genoma odgovorni za reprodukciju i plodnost ne sadrže uopće neandertalske stranice. Većina neandertalnih alela ima nisku frekvenciju, ali postoje i oni čija frekvencija se dramatično povećava (Slika 3). To znači da su ih podržavali selekcija, jer su, na ovaj ili onaj način, povećali održivost pojedinaca i vjerojatnost napuštanja snažnih potomaka.Postoji nekoliko takvih gena, no lako se identificiraju iz ukupne mase alela. Ti korisni posudbe za neandertalce podijeljeni su u tri skupine: s visokom učestalošću u Europljanima i Azijancima, s visokom učestalošću u azijskim zemljama i slabima u Europljanima, s visokim u Europljanima i slabim Azijancima. Prva skupina je bila korisna za obje utrke, a druga dva – samo za jednu od njih. Autori su skrenuli pozornost na slične gene: BNC2 od Europljana i POU2F3 Azijati. BNC2 nalazi se na kromosomu 9 i izražen u keratinocitima, njegova učestalost u Europljanama doseže 70% i ne pojavljuje se u Azijcima. POU2F3 nalazi se na kromosomu 11, javlja se u 66% Azijata, a samo 1% Europljana. Ono kodira faktor transkripcije koji je povezan s podjelom i djelovanjem keratinocita. Ti primjeri daju predodžbu o načinima evolucije našeg ljudskog oblika.

Sl. 3. Frekvencije gena neandertalaca u Azijancima i Europljanima: u plavoj boji onih koji izgledaju kao da imaju prilagodljivo značenje i za Azijate i Europljane (gornji desni kvartal), i crvena – samo jedna od utrka (donji desni kvartal i gornje lijeve četvrtine). Siva boja označeni su geni s niskom učestalošću, vjerojatno bez adaptivne vrijednosti.Slika iz raspravljanog članka u znanost

Autori su modelirali različite demografske scenarije prijelaza neafrekvenog stanovništva s neandertalcima: jednostruki prijelaz, dvostruko, višestruko, s različitim populacijama populacija među vrstama. Rezultat simulacije bio je broj gena neandertalaca među Europljanima i Azijcima, koji je uspoređen s realnim podacima. Modeliranje je pokazalo da je, najvjerojatnije, neandertalci više puta prekriženi s neafričkim stanovništvom. Ovaj rezultat bio je otporan na različite pokazatelje veličine populacije i učinkovitost uzgoja. Znanstvenici sugeriraju da je u modernom ljudskom genomu bilo najmanje dvije epizoda koje su ostavile trag. U početku je bio produktivan susret neandertalaca s najstarijom linijom neafričkih sapiena, a kasnije, nakon razdvajanja Europljana i Azijata, s azijskim stanovništvom.

Ovaj bi rad trebao biti istaknut zbog očitih izgleda. Jasno je da će testirana metoda omogućiti da vidimo ne samo geni neandertalaca i njihovu sudbinu u genomu modernog čovjeka, već i one gene koji smo naslijedili od drugih predstavnika homić, Hoće li biti takvih?

izvor: B. Vernot i J.M. Akey.Oživljavanje preživjelih neandertalaca iz modernog ljudskog genoma // znanost, 2014. V. 343. P. 1017-1021.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: