Геном неандертальца впервые прочитали в России

Российским палеогенетикам удалось отсеквенировать древнюю ДНК из молочного зуба, найденного в Мезмайской пещере. Этот резец принадлежал девочке пяти–шести лет, жившей, по оценкам ученых, около 96,7 тысячи лет назад. Кроме того, они предложили номенклатуру из 18 митохондриальных гаплогрупп неандертальцев, относящихся к трем основным линиям. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

Неандертальцы (Homo neanderthalensis) стали первыми архаичными людьми, чей геном был прочитан. Это произошло еще в 1997 году, когда группа ученых из Германии и США под руководством Сванте Пэабо (Svante Pääbo) опубликовала в журнале Cell митохондриальный геном индивида Неандерталь-1, жившего около 40 тысяч лет назад. Однако значительно продвинуться в исследовании древней ДНК удалось несколько позже. В 2006 году стартовал проект по прочтению полного генома неандертальца, что в черновом виде было сделано в 2010 году (с «фальстартом» в 2006 году). Более того, благодаря этому проекту палеогенетикам удалось открыть ранее неизвестную популяцию древних людей, живших на Алтае — денисовцев. На сегодня древнейший геном представителей рода Homo известен из испанской пещеры Сима-де-лос-Уэсос, откуда происходят останки людей гейдельбергских (H. heidelbergensis), живших около 430 тысяч лет назад.

Многие неандертальцы, чьи геномы к настоящему времени удалось прочитать, жили на территории современной России. Их останки в основном были обнаружены в трех алтайских пещерах: Окладникова, Денисовой и Чагырской. Среди прочего, анализ древней ДНК показал, что на Алтае в разное время обитали как минимум две генетически далекие друг от друга популяции неандертальцев. Кроме того, один геном известен с Северного Кавказа, где находится Мезмайская пещера. Она располагается в Апшеронском районе Краснодарского края, по правому борту реки Сухой Курджипс. Стратиграфическая колонка этой пещеры включает шесть голоценовых и 20 плейстоценовых слоев, древнейшие из которых относятся к среднему палеолиту. В Мезмайской пещере были найдены останки трех неандертальцев, включая скелет младенца.

Группа российских ученых под руководством Евгения Рогаева (Evgeny Rogaev) из Научно-технологического университета «Сириус» провела генетическое исследование зуба Мезмайская-3, найденного в культурном слое-3 Мезмайской пещеры. Морфология этой находки позволила исследователям предположить, что это верхний молочный резец, который принадлежал архаичному гоминину. По сильно изношенной коронке они заключили, что зуб выпал у ребенка примерно пяти–шести лет.

Впервые отсеквенировав на территории России митохондриальную ДНК такой древности, молекулярные биологи пришли к выводу, что резец принадлежал неандертальцу. Более того, анализ полного митохондриального генома позволил обнаружить у этого древнего человека гетероплазмию, а также четыре варианта генов ранее не выявленных у других архаичных гоминин (у современных людей они встречаются с частотой менее 0,02 процента). Фрагменты ядерной ДНК показали, что, по всей видимости, индивид был женского пола.

Для филогенетического анализа ученые добавили к прочитанному митохондриальному геному еще 27 ранее опубликованных геномов неандертальцев, четырех денисовцев, гоминина из пещеры Сима-де-лос-Уэсос, десяти древних и 53 современных людей (H. sapiens), а также шимпанзе. Оказалось, что Мезмайская-3 генетически наиболее близка к Мезмайская-1 и Стайня-S5000. Эти геномы образуют общую кладу с митотипами Алтай, Денисова-15 и Складина-I-4A. По расчетам молекулярных биологов, Мезмайская-3 жила около 96,7 тысячи лет назад (доверительный интервал — 134–59 тысяч лет назад). Наряду с индивидами Мезмайская-1 и Стайня-S5000 новый геном относится к группе более ранних неандертальцев с микокской индустрией (около 100–70 тысяч лет назад), отличной от той, что жила около 60–40 тысяч лет назад.

Ученые также предложили номенклатуру гаплогрупп митохондриальной ДНК неандертальцев. Предковую линию они обозначили как NA. В общей сложности они выделили 18 гаплогрупп, относящихся к трем основным линиям: ранние (NE), средние (NM) и поздние (NL) неандертальцы. Так, они обнаружили, что индивиды из гибралтарской пещеры Форбса (FQ) и польской пещеры Стайня (Стайня-S5000) относятся к гаплогруппе NM1. К гаплогруппе NA1 они отнесли особей из немецкой пещеры Холенштайн-Штадель и испанского местонахождения Вальдегоба. Образцы Денисова-15, Мезмайская-1 и Складина-I-4A, по мнению исследователей, соответствуют гаплогруппе NE. А три неандертальца из Денисовой пещеры (E202, E213 и M65) относятся к гаплогруппе NA2a, а не NE, как это было предложено ранее. Примечательно, что геноме неандертальца из Тешик-Таша исследователи нашли варианты, относящиеся как к NA1, так и к NA2.

Ранее на N + 1 уже рассказывали об исследованиях Мезмайской пещеры. Тогда российские археологи выяснили, что люди современного анатомического типа, которые в эпоху верхнего палеолита приходили на эту стоянку, наладили широкую сеть обмена с отдаленными регионами.

Михаил Подрезов