ДНК вымершего гоминина могла помочь древним народам выжить в Америках

Тысячи лет назад древние люди предприняли опасное путешествие, преодолев сотни миль льда через Берингов пролив в неизведанный мир Америк.

Новое исследование под руководством Университета Колорадо в Боулдере предполагает, что эти кочевники несли с собой нечто удивительное — фрагмент ДНК, унаследованный от ныне вымершего вида гоминина, который мог помочь людям адаптироваться к вызовам их нового дома.

Результаты опубликованы в журнале Science.

"С точки зрения эволюции, это невероятный скачок. Это показывает степень адаптации и устойчивости внутри популяции, которая просто поразительна", — говорит Фернандо Вильянеа, один из ведущих авторов исследования.

Исследование по-новому рассматривает вид, известный как денисовцы. Эти древние родственники людей жили на территории от современной России на юг до Океании и на запад до Тибетского нагорья.

Денисовцы, вероятно, вымерли десятки тысяч лет назад. Однако их существование остаётся малоизученным: первый известный денисовец был идентифицирован всего 15 лет назад по ДНК из фрагмента кости, найденной в пещере в Сибири.

Растущее число исследований показывает, что денисовцы скрещивались как с неандертальцами, так и с людьми, существенно повлияв на биологию современных людей.

Чтобы изучить эти связи, Вильянеа и его коллеги исследовали геномы людей со всего мира. Команда сосредоточилась на гене MUC19, который играет важную роль в иммунной системе.

Группа обнаружила, что люди с индейским происхождением с большей вероятностью, чем другие популяции, несут вариант этого гена, унаследованный от денисовцев. Другими словами, это древнее генетическое наследие могло помочь людям выжить в совершенно новых экосистемах Северной и Южной Америки.

Малоизвестный ген

Функция MUC19 в организме человека остаётся загадочной. Это один из 22 генов у млекопитающих, производящих муцины. Эти белки создают слизь, которая, помимо прочего, может защищать ткани от патогенов.

Предыдущие исследования показали, что денисовцы несли свой собственный вариант гена MUC19 с уникальной серией мутаций, который они передали некоторым людям. Подобное смешение было обычным явлением в древнем мире: большинство современных людей несут некоторое количество ДНК неандертальцев, тогда как ДНК денисовцев составляет до 5% генома людей из Папуа — Новой Гвинеи.

В текущем исследовании команда изучила опубликованные данные о геномах современных людей из Мексики, Перу, Пуэрто-Рико и Колумбии, где распространено индейское происхождение и ДНК.

Они обнаружили, что один из трёх современных людей мексиканского происхождения несёт копию денисовского варианта MUC19 — особенно в тех участках генома, которые происходят от индейского наследия. Для сравнения, среди людей центральноевропейского происхождения этот вариант несёт только 1%.

Исследователи обнаружили нечто ещё более удивительное: у людей денисовский вариант гена, по-видимому, окружён ДНК неандертальцев.

"Эта ДНК похожа на Oreo: денисовская начинка между неандертальским печеньем", — объясняет Вильянеа.

Новый мир

Вот что, по мнению исследователей, произошло:

1. До пересечения людьми Берингова пролива денисовцы скрещивались с неандертальцами, передавая им денисовский MUC19.
2. Затем неандертальцы, в свою очередь, скрещивались с людьми, поделившись частью денисовской ДНК. Это первый задокументированный случай передачи ДНК от денисовцев к неандертальцам, а затем к людям.
3. Позже люди мигрировали в Америки, где естественный отбор способствовал распространению этого заимствованного MUC19.

Почему денисовский вариант стал так распространён в Северной и Южной Америке, но не в других частях мира, пока не ясно. Вильянеа отмечает, что первые жители Америк, вероятно, столкнулись с условиями, не имевшими аналогов в человеческой истории, включая новые виды пищи и болезни. Денисовская ДНК могла дать им дополнительные инструменты для противостояния таким вызовам.

"То, что сделали коренные народы Америк, было действительно невероятным. Они перешли от общего предка, жившего около Берингова пролива, к биологической и культурной адаптации на этом новом континенте, который содержит практически все типы биомов в мире", — заключает Вильянеа.