Фермерство принесло в Европу и новые гены

Генетикам удалось собрать самую обширную на сегодняшний день базу образцов древней ДНК, которая охватывает геномы 230 человек, живших на западе Евразии между 6500 и 300 гг. до н.э. Набор включает и ДНК средиземноморских крестьян эпохи неолита, которые принесли в Европу сельское хозяйство — а вместе с ним и ряд важных для нового образа жизни генов. О новых результатах полногеномного анализа этих данных сообщает Nature.
Многочисленная группа генетиков из США, Европы, Австралии, России и других стран, работающая под руководством профессора Гарвардского университета Дэвида Райха (David Reich), занимается сбором и анализом данных геномов древних жителей Европы уже не первый год. Среди сделанных при этом находок большую известность получили свидетельства присутствия в ДНК европейцев неандертальских генов, обнаружение «трех ветвей» предков современных европейцев, а затем — и «четвертой ветви», представителей ямной культуры, которые около 4,5 тыс. лет назад мигрировали с северного побережья Черного моря.
Ученые продемонстрировали и генетические изменения, произошедшие с населением континента начиная с неолита — около 8,5 тыс. лет назад, — которые привели к распространению ряда характерных для европейцев признаков, включая светлый цвет кожи, способность усваивать лактозу и сравнительно высокий рост. Эта работа продолжается, и о новых ее результатах кратко рассказывает пресс-релиз Медицинской школы Гарвардского университета (HMS).
Действительно, стремительное совершенствование методов выделения и секвенирования древней ДНК привело к быстрому росту объема доступных для анализа данных. По словам Дэвида Райха, еще в сентябре 2014 г. в распоряжении его команды имелись полные геномы 10 древних жителей Евразии, а сегодня их уже 230, включая ДНК, выделенные из костей, найденных на территории Сибири и Турции. Среди них особо выделяются 26 редчайших геномов неолитических обитателей средиземноморской Анатолии — в местных влажных условиях ДНК сохраняется плохо. Этому способствовали новые методы, включая разработанный одним из соавторов работы Роном Пинхаси (Ron Pinhasi) способ выделения ДНК из плотной каменистой части височной кости, где располагаются органы слуха.
Главный интерес Дэвида Райха и его коллег направлен на новые генетические варианты, распространение которых сопровождало переход европейцев от охоты и собирательства и сельскому хозяйству. Сравнив геномы древних предков и современных жителей континента, авторы обнаружили в геноме 12 таких локусов. В это число, конечно, входят гены, ответственные за усвоение лактозы во взрослом возрасте, гены, необходимые для метаболизма жирных кислот и т.п. Отдельно упоминается появление мутаций, связанных с развитием целиакии — заболевания кишечника при повреждении его ворсинок глютен-содержащими злаками. Все это, по мнению ученых, свидетельствует о стремительной адаптации пищеварительной системы древних жителей Европы к новой диете.
Другая группа существенных адаптационных изменений охватывает гены, связанные с работой иммунной системы. «Неолитический период связан с увеличением плотности населения, — говорит один из авторов работы Вольфганг Хаак (Wolfgang Haak). — Люди стали жить бок о бок друг с другом и с домашними животными. И хотя все эти находки не стали для нас большим сюрпризом, было удивительно обнаружить действие селекции "в режиме реального времени"».
Обширный охват исследования позволил ученым исследовать и развитие более сложных признаков — таких как рост. По их данным, рослый вид жителей Северной Европы связан с большим вкладом в их геном со стороны представителей ямной культуры, тогда как не столь высокие южане более наследуют древнейшему населению Пиренеев. Столь же четко проследить развитие других сложных признаков, включая индекс массы тела, отношение охвата бедер и талии, склонность к развитию диабета 2 типа и т.п., авторам не удалось. Однако быстрое увеличение количества доступных для изучения древних геномов дает надежду, что в следующих работах будет сделано и это.