А вот неандертальское наследие на активность генов не повлияло
Генетики выяснили, какую роль играют гены денисовцев в ДНК современных папуасов. Оказалось, что архаичные участки генома сами не кодируют информацию, но влияют на экспрессию генов — в том числе, ответственных за иммунитет. Причем эти архаичные участки менее активны, чем их современные аналоги. Но пока неясно, усиливает ли это иммунитет папуасов — или, наоборот, ослабляет. Работа опубликована в PLOS Genetics.
Сегодня Homo sapiens — единственный представитель своего рода. Но в прошлом гоминид было гораздо больше. Иногда сапиенсы скрещивались с неандертальцами или денисовскими людьми, в результате чего небольшие фрагменты их геномов стали частью ДНК современного человека.
С течением времени гены древних гоминид постепенно исключались из генетического кода человека. Функции немногих оставшихся ученые постепенно проясняют — например, недавно оказалось, что некоторые неандертальские гены защищают от тяжелых форм ковида. А денисовский вариант у тибетцев, похоже, помогает им адаптироваться к высоте. Но роль денисовской ДНК, которая составляет целых пять процентов всего генома у папуасов, — до сих пор остается загадкой.
Команда ученых под руководством Ирен Гальего Ромеро (Irene Gallego Romero) из Мельбурнского университета решила проверить, в каких участках генома находится эта древняя ДНК. Исследователи использовали ранее созданную базу данных из 56 геномов жителей Новой Гвинеи. Они проанализировали 16048 денисовских и 10032 неандертальских фрагмента ДНК, которые предположительно были связаны с экспрессией других генов. Оказалось, что сама архаичная ДНК не кодировала информацию — то есть эти фрагменты не являлись частью генов. Они находились в особых регуляторных последовательностях, которые усиливают или ослабляют экспрессию других генов.
Чтобы определить, в каких процессах участвует архаичная ДНК, ученые сравнили данные по 18 типам тканей организма. Они подсчитали, в каких случаях архаичные фрагменты чаще всего оказываются в составе активного хроматина — то есть раскрученной части ДНК, которая участвует в считывании информации. И обнаружили, что древние фрагменты особенно активны в Т-лимфоцитах.
Хотя у папуасов есть и неандертальские, и денисовские фрагменты, оказалось, что только последние сильно влияют на работу генов, ответственных за иммунитет к инфекциям. Исследователи обнаружили связь между восемью аллелями денисовской ДНК и экспрессией генов OAS2 и OAS3. А семейство генов OAS отвечает за рецепторы врожденного иммунитета, которые связывают ДНК и РНК многих вирусов: Чикунгуньи, Синдбиса, гриппа, натуральной оспы и других.
Чтобы выяснить, чем отличается работа денисовских вариантов и их аналогов у современного человека, пять аллелей из восьми проверили в эксперименте in vitro. У папуасов взяли лимфобласты (клетки-предшественники лимфоцитов) и посмотрели, насколько активно в них считывается информация с нужных участков. У двух денисовских аллелей активность была значительно меньше, чем у всех остальных (р ≤ 0,01).
Исследователи предполагают, что древняя ДНК влияет на продукцию и развитие иммунных клеток, на синтез воспалительных веществ и на рецепторы, распознающие вирусы. Но пока не знают, помогает или мешает древняя ДНК в борьбе с инфекциями, — это еще предстоит проверить.
Сванте Паабо первым научился извлекать и читать ДНК из тканей и костей тех, кто жил на Земле задолго до нас. Подробнее о нем вы можете прочитать в нашем тексте «Человек, который собрал древних».