Жизнь, которую мы создали. Как пятьдесят тысяч лет рукотворных инноваций усовершенствовали и преобразили природу

Один из генов специфически-человеческой части нашего генома – нейроонкологический вентральный антиген 1 (NOVA1). Ген NOVA1 называют мастер-регулятором: он контролирует разрезание и сшивание продуктов множества генов, позволяющие создавать на их основе разные белки[10]. Любопытно, что

NOVA1 активен в основном во время раннего развития мозга, а у тех, кто родился с новыми мутациями своего гена NOVA1, часто бывают неврологические болезни.

У всех ныне живущих людей наличествует вариант NOVA1, отличающийся от версии, которую обнаруживают у всех других позвоночных, в том числе у неандертальцев и денисовцев. Разница невелика: наш вариант содержит всего одну мутацию. Но поскольку она общая у всех людей, это надежное свидетельство в пользу того, что наш вариант NOVA

1 ведет себя иначе, чем аналогичный ген у наших архаических родственников. Чтобы понять, что же делает эта мутация, мы с Эдом Грином объединились с лабораторией Элиссона Муотри в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Клебер Трухильо, постдок, работающий у Элиссона, отредактировал клетки человека так, чтобы их геномы включали архаический вариант NOVA1, а затем преобразовал эти клетки в мозгоподобные органоиды, которые выросли в чашках Петри в его лаборатории. По мере роста органоидов Клебер отслеживал изменения в размерах, форме и мобильности клеток и отправлял эти данные нам, чтобы мы могли анализировать, какие белки при этом вырабатываются. Клебер обнаружил, что органоиды с архаическим вариантом NOVA1 росли медленнее, чем нередактированные. Поверхность органоидов с архаическим вариантом была необычно пухлой по сравнению с гораздо более ровной поверхностью органоидов, выращенных из клеток с человеческим вариантом NOVA1. Когда студенты Эдвард Райс и Натан Шефер, работавшие в наших с Эдом лабораториях, проанализировали эти данные, оказалось, что вариант

NOVA1 в том или ином органоиде влиял на разрезание и сшивание продуктов сотен генов. Причем многие гены, прошедшие этот процесс, влияют на важнейшие функции в процессе развития мозга, в частности, на рост и размножение нервных клеток и на формирование синаптических связей. Это, безусловно, интересный, но все же лишь первый завершенный эксперимент в данной области, и пока мы больше ничего не узнали. А дальнейшие исследования, в том числе и наши, должны выявить, насколько распространены эти различия в разных человеческих клеточных линиях и какую, собственно, роль они играют в физическом и когнитивном развитии человека. Хотя это и не дает ответа на вопрос, что делает нас людьми, но все же сулит многообещающие перспективы.

Полтора процента наших геномов, которые принадлежат нам и только нам, вероятно, содержат много интересных и важных указаний на то, чем мы отличаемся от архаических родственников. Очень многие гены в специфически-человеческих областях генома так или иначе участвуют в развитии мозга. Есть и такие, которые влияют на наш рацион и пищеварение, иммунную систему, циркадные ритмы и десятки других жизненно важных функций. Но вернемся ненадолго к тем 93 % нашего генома, которые люди вполне могли унаследовать не только от других людей, но и от наших архаических родственников. Об этой части генома нужно сказать две важные вещи.

Во-первых, при изучении закономерностей наследования ДНК в популяциях по всему миру становится очевидно, что иногда людям полезнее наследовать именно архаический вариант того или иного гена. Например, современные жители высокогорного Тибета гораздо чаще тех, кто живет не так высоко, обладают вариантом гена под названием «эндотелиальный белок домена PAS1» – EPAS

1, – который возник в ходе эволюции у архаических людей, родственных денисовцам. Архаический вариант EPAS1 влияет на выработку красных кровяных клеток таким образом, что это помогает жить в условиях, когда воздух беден кислородом. То есть предки ныне живущих тибетцев, унаследовавшие архаическую версию EPAS1, лучше выживали в своей высокогорной среде, чем те, кто наследовал человеческую версию.

Ген EPAS1 – далеко не единственный пример того, как полезна бывает современному человеку архаическая ДНК. В нескольких популяциях современных людей распространены архаические варианты генов, связанные с иммунитетом, – предположительно потому, что архаические варианты этих генов давали своим носителям преимущество при контакте с местными патогенами. В некоторых популяциях часто встречаются и архаические варианты генов, связанных с метаболизмом, а также с пигментацией кожи и волос. Скажем, частотность голубых глаз в некоторых европейских популяциях приписывают ДНК, которую человеческая популяция получила от неандертальцев.