Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Неандертальские гены в Африке

Новый метод сравнения геномов выявил ДНК неандертальцев у африканцев

Светлана Ястребова, N+1

Американские ученые предложили новый способ сравнения последовательностей ДНК групп индивидуумов, для которого не нужен референсный геном. Метод показал, что у представителей африканских племен присутствуют фрагменты ДНК, характерные для Homo neanderthalensis, хотя раньше их там не находили. Вероятно, некоторые Homo sapiens, у которых произошел обмен генами с неандертальцами, в какой-то момент мигрировали в Африку, и что общий предок всех представителей нашего вида скрещивался с неандертальцами. Статья Chen et al. Identifying and Interpreting Apparent Neanderthal Ancestry in African Individuals опубликована в Cell.

Когда в 2010 году черновой вариант генома неандертальца сравнили с геномом современного человека, выяснилось, что у всех популяций Homo sapiens вне Африки от двух до четырех процентов ДНК унаследованы от неандертальцев. Однако следов этого вида не нашли в геномах коренных африканцев.

Одна из причин могла заключаться в том, как проводили это сравнение. Методы, которые использовали раньше, предполагают использование референсных образцов ДНК Homo sapiens, которые принадлежат нескольким представителям народа йоруба. Считается, что они долгое время не имели контактов с другими человеческими популяциями, а значит, у них нет неандертальских генов.

Но большинство статистических методов сравнения геномов устроены так, что они неспособны обнаружить в исследуемом геноме неандертальские последовательности ДНК, если точно такие же есть и в референсе. То есть если гены неандертальцев искать у тех, кто получил их от йоруба (или из того же источника, что и йоруба), их не получится выявить, даже если они имеются.

Neanderthal1.png

Схемы работы старых методов сравнения геномов и нового метода IBDmix. Красным отмечены участки ДНК, которые достались неандертальцам (Archaic genome) и людям современного типа (African reference panel, Target genome) от общего предка, синим — фрагменты ДНК, которые современные люди получили от неандертальцев, серым — фрагменты, которые не удалось выявить с помощью существующих методов. Рисунки из статьи в Cell.

Поэтому генетики из Принстонского университета под руководством Джошуа Эки (Joshua M. Akey) разработали новый способ анализа последовательностей ДНК представителей рода Homo, который не требует наличия референсного генома современного человека и позволяет напрямую сравнивать геном одного неандертальца и требуемой группы людей. Его назвали IBDmix — от identity by descent, предположения, что одинаковые последовательности ДНК унаследованы от общего предка.

Главным материалом для отработки метода послужил геном неандертальца с Алтая. В качестве отрицательного контроля выступил геном денисовца: он позволял выявлять участки ДНК, общие для всех Homo. Последовательности ДНК 2504 людей современного типа — самых разных народностей — взяли из проекта «1000 геномов».

IBDmix позволил выявить не только наличие неандертальской ДНК во всех популяциях, в том числе африканской (там ее оказалось примерно 0,3 процента, то есть 17 миллионов пар оснований, и она на 94 процента совпадала с неандертальской ДНК неафриканцев), но и определить, как она попала в геном конкретной группы людей современного типа. Скорее всего, поток генов был двунаправленным. Наш вид не только получил последовательности ДНК от неандертальцев, но и передал им некоторые участки своего генома.

Также исследователи уточнили долю неандертальской ДНК у европейцев и азиатов. По более ранним подсчетам, у последних ее больше всего, так как они получали гены неандертальцев и опосредованно, через скрещивания с денисовским человеком, который жил в Азии. Однако IBDmix показал, что у европейцев примерно столько же ДНК от неандертальцев (51 миллион пар оснований), как у жителей Восточной и Южной Азии (55 миллионов пар оснований).

Neanderthal2.jpg

Есть два сценария, по которым могло произойти описанное смешение генов двух видов, и они дополняют друг друга. Во-первых, вероятно, примерно 200 000 лет назад, еще до разделения на европейские и азиатские популяции человек разумный скрещивался с неандертальцами, и именно тогда произошел наиболее масштабный обмен генами. Во-вторых, позже неандертальцы могли скрещиваться с европейскими сапиенсами, а те, вернувшись в Африку, передали местным жителям в том числе гены другого вида.

Авторы статьи предупреждают, что для новых работ может понадобиться перенастройка IBDmix. Тот вариант алгоритма, который использовали они сами, заточен на поиск у людей современного типа последовательностей ДНК, характерных для Homo neanderthalensis с Алтая, а различных линий в этом виде, конечно, было гораздо больше одной, и жили они в разных частях континента и встречались с разными Homo sapiens не синхронно.

Новые данные о времени и частоте обмена генами между неандертальцем и человеком разумным появляются с завидным постоянством. Так, в 2016 году выяснилось, что оно происходило около 100 000 лет назад, а не 65000. А работа 2018 года показала, что скрещивание двух видов происходило как минимум дважды с разницей в несколько тысяч лет.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

геном неандертальца секвенирование генома эволюция человека Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Ученый из Германии открывает тайны «денисовцев»

Доктор Сванте Паабо, руководитель группы палеогенетиков Института эволюционной антропологии им. Макса Планка – о непростых отношениях разных групп вида Homo Sapiens.

читать

Читая геномы

Сокращенная версия лекции «Что мы узнали из генома неандертальца?» доктора биологических наук, профессора факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ М.Гельфанда.

читать

Все мы – немножко неандертальцы

Результаты черновой расшифровки ядерного генома неандертальца и сравнения его с геномами современных европейцев, азиатов, папуасов и африканцев подтвердили версию о скрещивании неандертальцев с древними европейцами.

читать

Чистка древних геномов

Создание системы по отделению загрязнений от ДНК позволит генетикам проводить более точный анализ образцов генов древних людей и животных, а значит, еще на шаг приблизит их к расшифровке заложенных в спирали ДНК тайн.

читать

Наука-2010: горячая десятка

Науки о жизни побеждают физику с разгромным счетом 8:2.

читать