Наши «двоюродные братья» неандертальцы оставили нам в наследство гены, которые когда-то помогли нашим предкам не погибнуть от инфекций чужой им Европы, а в наше время помогают сопротивляться ВИЧ, гепатиту С и другим вирусам.
Такие выводы сделаны в научной статье, опубликованной в журнале Cell Дэвидом Энардом (David Enard) и Дмитрием Петровым (Dmitri Petrov) из Стэнфордского университета.
Как известно, человеческий род возник в Африке, а остальную Землю заселял в несколько этапов. Уже 700–800 тысяч лет назад Европа была населена видами и подвидами, близкими к гейдельбергскому человеку. Примерно 400 тысяч лет назад из них начали складываться неандертальцы.
Этот вид господствовал на просторах Европы и проник в Азию, когда около ста тысячелетий назад (а по другим данным, как минимум в полтора раза раньше) с новой волной миграции из Африки вышел Homo sapiens. Пришельцы вытеснили и фактически уничтожили неандертальцев. Самые поздние останки последних имеют возраст 28 тысяч лет, а на большей части территории Европы они исчезли уже 40 тысячелетий назад.
Но до этого наш вид как минимум один раз скрестился с неандертальцами. В итоге около 2% генов человечество унаследовало от последнего (это не касается коренных африканских народов, представители которых и есть последние чистокровные Homo sapiens).
Интересно, что некоторые неандертальские гены появляются в современных человеческих популяциях заметно чаще других. Это наводит на мысль, что они поддерживаются естественным отбором, а значит, выполняют полезные функции. И для некоторых таких генов биологи из Стэнфорда такие функции нашли.
«Наши исследования показывают, что значительное количество часто встречающихся фрагментов неандертальской ДНК были адаптивными по очень веской причине, – заявляет Петров. – Неандертальские гены, вероятно, дали нам защиту от некоторых вирусов, с которыми столкнулись наши предки, когда покинули Африку».
Такой вывод учёные сделали, каталогизировав 4500 генов современного человека, о которых известно, что они участвуют в иммунной борьбе с вирусами. Среди них оказалось 152 неандертальских гена.
Интересно, что все эти 152 гена участвуют в иммунном ответе на атаку вирусов гриппа А, гепатита С и ВИЧ. Все они относятся к ретровирусам, то есть хранят свою наследственную информацию не в ДНК, а в РНК. Из этого авторы сделали вывод, что и патогены, защита от которых нам досталась от неандертальцев, тоже были ретровирусами.
Ход мысли исследователей легко понять. Неандертальцы и их прямые предки обитали в Европе сотни тысяч лет и успели приспособиться к местным патогенам. Новоприбывшим из Африки сапиенсам в этом отношении приходилось гораздо труднее.
«Для [предков] современных людей было гораздо разумнее просто заимствовать уже адаптированную генетическую защиту [от вирусов] у неандертальцев, а не ждать, когда разовьются их собственные адаптивные мутации, что заняло бы гораздо больше времени», – констатирует Энард.
Впрочем, неандертальцы выступили в этой истории источником не только защиты от болезни, но и самого недуга. По мнению авторов, «коренные европейцы» заразили «пришельцев» собственными вирусами, которые, надо полагать, убили немало наших предков. Тогда и включился естественный отбор, поддержавший в популяции сапиенсов унаследованные от «местных» гены, боровшиеся с этими самыми вирусами. В эволюционной биологии это называется моделью «яд-антидот».
Любопытно также, что идентифицированные авторами 152 гена присутствуют только у людей европеоидной расы. Это говорит в пользу версии, что неандертальцы скрестились с сапиенсами не один раз и в разных точках Европы. В другом месте и в другое время могли обитать другие вирусы, и там эволюционная защита, найденная Петровым и Энардом, могла быть не нужна. (Впрочем, возможно, дело в том, что современная генетика обладает гораздо большей информацией о генах европеоидной расы, нежели других рас.)
В дальнейшем авторы планируют развить свои исследования ещё в одном направлении. По строению и функциям противовирусных генов они собираются выяснить, какие патогены поражали наших древних предков. Это особенно актуально для ретровирусов, поскольку РНК – более хрупкая молекула, чем ДНК, и хуже выдерживает испытание временем.
«Это похоже на палеонтологию, – говорит Энард . – Вы можете найти разные свидетельства о динозаврах. Иногда вы обнаруживаете настоящие кости, но иногда вы находите только следы в окаменевшей грязи. Наш метод также непрямой: поскольку мы знаем, какие гены взаимодействуют с вирусами, мы можем выяснить типы вирусов, ответственные за вспышки древних болезней».
Автор: Анатолий Глянцев