Генетические открытия из древней ДНК человека
Четыре статьи в Nature раскрывают генетические следы и географическое происхождение человеческих болезней в глубокой древности. Анализ 5000 древних геномов из Европы и Западной Азии (Евразия) дал беспрецедентно детальную картину доисторического генетического разнообразия и миграций, а также предложил объяснение повышенного генетического риска рассеянного склероза (РС).
Исследования провела международная команда под руководством экспертов из Копенгагенского университета при участии около 175 учёных из разных стран. Работа объединила археологию, эволюционную биологию, медицину, исследования древней ДНК и эпидемиологию.
Основные открытия:
- Генетический "барьер": обнаружены масштабные генетические последствия культурного барьера, который до ~4000 лет назад простирался через Европу от Чёрного до Балтийского моря.
- Распространение генов болезней: картировано, как гены риска диабета 2-го типа и болезни Альцгеймера распространялись по Евразии после крупных миграций более 5000 лет назад.
- Происхождение рассеянного склероза: новые данные объясняют, почему распространённость РС в Скандинавии вдвое выше, чем в Южной Европе — причиной стали древние миграции.
- Смена населения в Дании: зафиксированы две почти полные смены популяции в Дании в течение одного тысячелетия.
Проект 5000 древних геномов
Уникальный набор данных был реконструирован из костей и зубов, предоставленных музеями и университетами Евразии, с использованием технологии секвенирования Illumina. Возраст образцов — от мезолита и неолита до бронзового и железного веков, эпохи викингов и Средневековья. Самому старому геному около 34 000 лет.
Изначальная цель проекта (2018 г.) — создать инструмент для исследования эволюционной истории мозговых расстройств: болезни Паркинсона, Альцгеймера, РС, а также СДВГ и шизофрении. Идею предложили три профессора из Копенгагена:
- Эске Виллерслев (эксперт по древней ДНК, руководитель проекта)
- Томас Верге (эксперт по генетике психических расстройств)
- Расмус Нильсен (эксперт по биоинформатическому анализу древней ДНК)
Проект получил грант в 60 млн датских крон (≈8 млн евро) от Lundbeck Foundation и был координирован через новый Lundbeck Foundation GeoGenetics Center.
Результаты в Nature были подтверждены сравнением древних геномов с:
- Анонимизированными генетическими данными датского консорциума iPYSCH (изучение психических расстройств).
- ДНК-профилями 400 000 современных людей из UK Biobank.
Логистические и аналитические вызовы
Сбор образцов из множества институтов Евразии был крупной логистической задачей. Объём данных оказался огромным, а ДНК — сильно деградировавшей.
Расмус Нильсен: «Представьте пазл из миллионов частей, смешанных с четырьмя другими неполными наборами, а потом всю эту смесь пропущенную в посудомоечной машине. Собрать это обратно было непросто. Ключом к успеху стало сотрудничество с доктором Оливье Делано (Университет Лозанны), разработавшим необходимые алгоритмы».
Международный интерес и будущее данных
Слухи о проекте вызвали высокий интерес мирового научного сообщества, особенно среди исследователей болезней.
Эске Виллерслев: «Нет сомнений, что этот массив древних геномов найдёт применение в самых разных контекстах медицинских исследований. Новые данные будут постепенно становиться общедоступными. В конечном итоге полный набор данных будет открыт для всех».