Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов

Сначала установили связь между наиболее частыми неандертальскими однонуклеотидными полиморфизмами (таких нашлось около полутора тысяч) и риском развития пятидесяти самых распространенных патологий. Наиболее значимые результаты получились по депрессии и другим аффективным расстройствам, а также по заболеваниям кожи (кератозы, то есть патологические изменения кожи под действием солнечного излучения). С несколько меньшей достоверностью неандертальские гены влияют на риск ожирения, атеросклероза, инфаркта миокарда, повышенной свертываемости крови и никотиновой зависимости. Все эти влияния не очень сильные: для депрессии, аффективных расстройств и кератозов неандертальские аллели объясняют 1–2 процента риска заболеваний, для остальных расстройств — менее процента. Это влияние слабое, но достоверное, так что можно говорить о негативном влиянии неандертальских генов. Многие из этих генов могли быть полезны нашим палеолитическим предкам, но потом стали вредными в связи с изменением условий жизни. Поэтому неандертальские аллели, оказавшиеся вредными в силу изменений среды или чужого генетического контекста (вид-то совсем другой), постепенно вычищались отбором. В результате неандертальская примесь в геномах европейцев сократилась от исходного уровня около 3 процентов (как это стало известно опять же из прочтения древних геномов) до нынешних 2 процентов.

Однако из того, что большая часть неандертальских генов не пошла на пользу нашим предкам, вовсе не следует, что коренное неандертальское население Западной Евразии не могло передать выходцам из Африки и какие-то полезные гены. В конце концов, неандертальцы сотни тысячелетий жили в этом регионе, который и по климату, и по спектру доступных пищевых ресурсов, и по набору патогенных вирусов, бактерий и прочих паразитов сильно отличался от африканской прародины сапиенсов. Поэтому было бы логично, если бы среди неандертальских генов, пошедших сапиенсам на пользу, нашлись полезные гены, к примеру связанные с иммунной системой, строением кожи (ее пигментацией, чувствительностью к ультрафиолету и т. п.), а также с усвоением различной пищи. О пользе неандертальских аллелей мы пока знаем немного, но польза одной из денисовских вставок недавно была разгадана. Ставший знаменитым древний ген называется EPAS1

.

Ген EPAS1

кодирует транскрипционный фактор, который включается при недостатке кислорода. Он регулирует давление в сосудах, развитие и работу сердечной мышцы. У жителей высокогорных районов Тибета, которые испытывают постоянный недостаток кислорода, как выяснилось, работают специфические аллели этого гена. Они обеспечивают усиленную выработку гемоглобина. Очевидно, что увеличенная частота этого аллеля в популяции является адаптацией к высокогорным условиям с пониженным атмосферным давлением и, соответственно, дефицитом кислорода. За пределами Тибета эти специфические “тибетские” аллели чрезвычайно редки: из всей мировой базы данных по современным геномам они встретились только у двух представителей китайских народностей. Но самое интересное, что эти же “тибетские” аллели найдены в ископаемом образце денисовского человека ⁽¹²⁾

. Значит, тибетцы сохранили наследие денисовских людей, доставшееся им от древних метисов, потомков денисовцев и сапиенсов. Как мы теперь знаем, денисовцы в результате этих скрещиваний привнесли заметную долю генетического разнообразия в популяции современных папуасов и чуть меньше — в генофонд китайского населения. В числе этих генов, по-видимому, передался и пригодившийся в хозяйстве аллель устойчивости к дефициту кислорода.

И наконец, завершая круг, вернемся к рождению науки палеогеномики, к египетским мумиям. С мумий начался интерес Сванте Пэабо к человеческой истории, за ними он отправился в Берлин, и так стартовала целая научная область. Забавно, что первая статья Сванте, в которой описывается ДНК мумий, на самом деле содержала ошибки. Прочитанные кусочки генов оказались потом обычными современными загрязнениями. Но те кусочки из мумий заставили молодого ученого поверить в возможность чтения древних геномов. А что же мумии? В “Неандертальце” Сванте пишет, что ДНК мумий из-за особых условий бальзамирования полностью деградирует, связываясь с сахарами (реакция Майяра, вспомним главу 10), так что прочитать ее невозможно. Кроме того, даже если что-то и остается, то разделение древней и современной ДНК технически невыполнимо. Но, как выяснилось, и то и другое препятствие можно преодолеть. Мечту юности Пэабо — прочитать геном мумий — осуществил его ученик Йоханнес Краузе, участвовавший с самого начала в работе с ископаемыми геномами ⁽¹³⁾.