Как подружить гены в клетках. Коктейль молодости, светящиеся котики, напечатанные органы и другие прелести науки - Ангелина Владимировна Потапова Страница 7

с другом генами. Резистентность к антибиотикам – это естественная особенность некоторых бактерий, и она тоже заложена в генах. Значит, такие бактерии будут существовать в любом случае. Однако, когда мы применяем антибиотики, многое зависит как от их количества, так и от того, что именно умеют бактерии в плане сопротивления. Именно те бактерии, которые после применения антибиотиков выживают, размножаются дальше. Значит, чем больше мы будем применять антибиотики при любой простуде, тем меньше они будут действовать, когда и правда нам понадобятся.

В этом открытии значится еще и тот факт, что кишечник, а именно его микробиом, – хранилище генов антибиотикоустойчивости. И здесь напрашивается вопрос о том, почему именно появились эти гены? Какие факторы на это повлияли? Пока вопрос остается открытым [4].

Неандертальцы вернули древние гены

Первые предки неандертальцев и денисовцев покинули Африку 500 тыс. лет назад, до появления человека разумного. Все эти тысячи лет они хранили аллели.

В тот момент, когда предки современных людей пришли на евразийский континент и пересеклись с ними, прошло около 400–450 тыс. лет. Сапиенсы на тот момент составляли лишь около 20 % от числа людей, которые вышли из Африки. В результате «бутылочного горлышка», то есть сокращения генетического разнообразия вида из-за сокращения его численности, они несли в себе малую часть генов общего предка.

То есть многие архаичные аллели в человеке разумном не дошли до Евразии. Неандертальцы и денисовцы, с которыми скрещивались сапиенсы, вернули архаичные гены предкам современного человека.

В результате анализа ДНК современных людей, сделанного в рамках проекта «1000 геномов», часть переданных от неандертальцев генов условно разделили на две группы [5].

Первая группа – это аллели, которые характеризуют общего предка неандертальцев и современных людей, но отсутствуют у евразийцев, которые пришли в Евразию. Они вернулись к ним позже в результате скрещивания с неандертальцами.

Вторая группа – это аллели, которые отсутствовали у общего предка неандертальцев и современных людей и возникли только у неандертальцев, а сейчас присутствуют у всех жителей Евразии. Примечательно, что эти аллели не характеризуют некоторые народы Африки.

У разных евразийцев количество аллелей первой и второй групп неодинаково.

Если в Восточной Азии преобладают варианты генов первой группы, а в Европе – второй, то в Южной Азии и те и другие представлены в достаточном количестве.

В процессе эволюции происходили всевозможные генетические комбинации и случайные мутации, которые до сих пор сохранились в геноме.

Неандерталец не прямой предок современного человека: раскол видов произошел давно, и общий предок пока не установлен. Американские ученые проанализировали генотипы трех древних людей и 279 современных. Оказалось, что наш геном отличается всего на 1,5–7% от генома древних людей [6]. Основная часть генетических изменений произошла еще до разделения неандертальцев и кроманьонцев (наших прямых предков) около 520–630 тыс. лет назад. Исследователи обнаружили доказательства того, что современный человек развивался поэтапно, не сразу отделившись от представителей других родов.

Палеогенетика призвана изучить влияние вымерших веток развития человека на наш род. Так, известно, что все неафриканские люди несут в себе 2–6% неандертальских генов, а некоторые народы Азии, Австралии получили еще и денисовские гены. Благодаря этим данным можно отследить перемещение человека по земному шару в процессе эволюции [7].

Интересно, что отличия в генах современного человека и неандертальца заключаются не только в областях, отвечающих за их регуляцию, но и в разной активности самих генов. Проще говоря, одни и те же гены работают с разной активностью [8].

Взяв на анализ образцы тканей трех неандертальцев возрастом около 120 тыс. лет, ученые обнаружили разницу в регуляции около 760 генов. Эти изменения могут влиять на работу сердечно-сосудистой, иммунной, зубочелюстной систем и опорно-двигательного аппарата.

Найдя в нашем генотипе следы неандертальцев, специалисты заинтересовались, как они могут влиять на современного человека. В одной работе немецкие исследователи в команде с коллегами из Швеции выяснили, что определенный набор вариантов неандертальских генов у женщины помогает лучше переносить беременность [9]. Для исследования были взяты данные около 450 тыс. образцов из биобанка Великобритании, а также данные биобанка Японии. У европейцев, коренных американцев, а также у некоторых азиатов с частотой от 2 % до 22 % обнаружили те самые варианты генов. Они оказались менее склонны к внезапным кровотечениям, выкидышам и в целом рожают больше детей. Все дело в особенном строении рецептора прогестерона – главного гормона, отвечающего за спокойное течение беременности.

ПРИМЕЧАНИЕ НАУЧНОГО РЕДАКТОРА

Оригинальную статью можно найти вот здесь: Zeberg Н, Kelso J, Pââbo S. The Neandertal Progesterone Receptor. Mol Biol Evol. 2020 Sep l;37(9):2655–2660. doi: 10.1093/ molbev/msaall9. PMID: 32437543; PMCID: PMC7475037.

А если вы с детства не можете набрать массу, то, возможно, в вас просто есть те самые «гены неандертальца».

Екатерина Храмеева и Филипп Хайтович из Сколтеха сравнили генетический материал представителей 11 этнических групп: пяти европейских и по три азиатские и африканские группы [10].

Искали генетические варианты, характерные для неандертальцев, и выясняли, на что они влияют. Оказалось, что некоторые фрагменты генома неандертальца отвечают за состав и сжигание жира! Это связано с их миграцией и изменением обмена веществ.

Существует много признаков, по которым неандерталец выигрывает у современного человека, но, как показывает история, этого все равно было мало. Даже устойчивость, которая была у неандертальцев к вредным продуктам сгорания и дыму, не поспособствовала их выживанию [11]. Когда климатические изменения на юге Африки привели к тому, что территории из лесов превратились в саванны, у древних людей появился новый фактор естественного отбора: выживал тот, кто был менее восприимчив к пыли и аэрозольным частичкам опасных веществ. А появление огня усилило влияние продуктов сгорания на здоровье. Развитие скотоводства способствовало контакту людей и животных, следовательно, люди страдали от аллергии и инфекционных заболеваний. Через тысячелетия эти варианты генов немного затерялись: помимо положительного эффекта устойчивости к вредным воздействиям, они повышали вероятность болезней сосудистой системы, что могло привести к меньшей продолжительности жизни. Новые варианты генов, которые есть у нас, не дают такую большую устойчивость к инфекциям, но и не вызывают негативных последствий.

Как же неандертальцы могли повлиять на наш мозг? Например, у людей с большим количеством неандертальских вариантов гена строение черепа во многом напоминает строение черепа неандертальцев, особенно затылок. Так же в зависимости от того, насколько человек «богат» неандертальскими вариантами генов, отличается количество серого и белого веществ в определенных частях мозга [12].

Популярная в наше время тема – устойчивость к вирусной инфекции ковид-19 – также была изучена на предмет вклада генетических факторов. Более тяжелое течение болезни может быть вызвано наличием определенных генных