Мир до нас: Новый взгляд на происхождение человека

Недавние исследования ДНК жителей Ближней Океании выявили несколько важных структурных делеций (потерь) в генах, имеющих решающее значение для обнаружения вирусов и регулирования способности организма вызывать противовирусные иммунные реакции{335}. Все больше людей считает, что эти генетические различия окажутся весьма полезными для современной медицины. С одной стороны, знание о них позволит нам лучше понять, как разные группы людей развили в себе способность бороться с болезнями, а с другой – поможет нам в будущем оказывать адресную медицинскую помощь людям разного происхождения.
Учет интрогрессии денисовской ДНК также приближает нас к пониманию того, каким образом жители Тибета приспособились к жизни в высокогорье, где содержание кислорода в воздухе на 40 % меньше, чем на уровне моря. Некоторые из адаптационных способностей выявляются даже у новорожденных детей, имеющих в среднем меньший вес, чем младенцы из низко расположенных мест. С каждой тысячей метров увеличения высоты вес младенца уменьшается в среднем на 100 г. У них также ниже уровень гемоглобина в крови[87]{336}, а уровень насыщения артериальной крови кислородом выше, чем у детей этнических китайцев (хань), живущих на такой же высоте{337}. Считается, что это ответ на гипоксию{338} – состояние, когда организм не получает достаточного количества кислорода для нормального функционирования. Отсюда может следовать вывод о том, что у тибетцев, вероятно, осуществлялся отбор генов, позволяющих им лучше переносить условия высокогорья.
Такое свойство определяется геном EPAS1. Ген EPAS1 есть во всех человеческих популяциях, но у тибетцев присутствует его специфический вариант, определяющий выработку белка, который обеспечивает своему обладателю реакцию на гипоксию и возможность полноценно жить на большой высоте{339}.
Для изучения генетических аспектов этой адаптации ученые секвенировали экзомы группы тибетских крестьян[88]. Они сосредоточились на специфической секции гена EPAS1 и обнаружили, что ОНП в тибетской версии гена имеет конфигурацию, отличную от варианта, имеющегося у китайцев хань и датчан, которые, конечно, привыкли к гораздо менее разреженному воздуху. Но как же тибетцы обзавелись именно этим генным вариантом? Приобрели его в результате мутаций или получили от кого-то еще? Загадку усложняла очень сильная генетическая близость между хань и тибетцами. Несмотря на эту близость, разница между этими народами в конфигурации EPAS1 составила 78 %, что, бесспорно, очень существенно для обитателей высокогорья. Несмотря на очевидно сильный отбор по этому гену, определить, каким образом он стал настолько доминантным в тибетских геномах, оказалось невозможно.
Пытаясь установить, не могла ли генная последовательность попасть к тибетцам из другой популяции, ученые проанализировали данные проекта «1000 геномов», но из всего их массива тибетский вариант гена EPAS1 обнаружился лишь у двух китайцев. Странно, поскольку, повторюсь, китайцы хань генетически очень близки к тибетцам.
Тогда они сравнили свои материалы с недавно составленным неандертальским геномом высокого покрытия. И там ничего.
Оставалось свериться с еще одним геномом Homo – денисовским.
И вдруг в геноме девочки «Денисова 3» обнаружился идентичный набор гаплотипов{340}.
ДНК пришла к тибетцам от денисовцев! И сразу же все встало на свои места{341}.
Как и в случаях с другими «современными» людьми, в некоторых областях Восточной Азии интербридинг с денисовцами привнес ДНК, содержащую секцию, в состав которой входил ген EPAS1. Изучение генома тяньюаньского мужчины показало, что это, по-видимому, случилось относительно незадолго до его рождения (если помните, было установлено, что он жил 40 000 лет назад). В геномах китайцев хань и тибетцев присутствует поразительно схожая доля денисовской ДНК (0,4 %), из чего напрашивается вывод, что интрогрессия от денисовцев пришлась на единую популяцию их предков, а не случилась позднее, затронув одних только тибетцев. Когда же потомки той группы «современных» людей начали осваивать Тибетское нагорье, вариант EPAS1 стал распространяться, так как был очень выгоден. Это еще один замечательный пример так называемой адаптивной интрогрессии{342}, при которой популяция заметно выигрывает от интрогрессированной ДНК, несущей благоприятные свойства.
 
Стоит отметить, что такая же закономерность выявлена и у животных, обитающих в этих местах: они тоже имеют EPAS1. Тибетский мастиф, например, обязан своей способностью выживать на больших высотах интрогрессии от серых волков, которые уже обитали там ранее{343}. Тибетский рогатый скот получил ген, помогающий преодолевать гипоксию, благодаря интербридингу с местными яками, от которых ими было унаследовано свыше 1,2 % генома{344}. По-видимому, в гонке за адаптационными преимуществами, получаемыми через генетическое смешение, приняли участие все местные животные. И люди не стали исключением.
Узнав об обнаружении EPAS1 у тибетцев, я сразу вспомнил о челюсти денисовца из пещеры Байшия в Сяхэ, о которой мы говорили в главе 7. Нельзя не задуматься о том, могли ли денисовцы, жившие на Тибетском нагорье, скрещиваться с Homo sapiens и о том, что, возможно, именно здесь изначально появился этот выгодный генетический вариант. Известно, что «современные» люди поселились в Тибете не позднее чем 40 000 лет назад. Об этом говорят новые свидетельства, полученные при раскопках археологического памятника Нвия Деву{345}, расположенного на высоте 4600 м над уровнем моря в глубине Тибетского нагорья. Люди уже обитали там с того времени, а может быть, и раньше. И возможно, именно на Тибетском нагорье, наравне с мастифами и крупным рогатым скотом, этот полезный вариант гена усвоила популяция человека.
Знание о денисовской интрогрессии также способно помочь нам объяснить особенности адаптации и образа жизни гренландских инуитов. Чтобы изучить гены, связанные с приспосабливанием к жизни в экстремальных условиях Арктики, исследователи анализировали геномы гренландцев и старались выявить гены, имеющие высокий уровень положительного отбора в этой популяции. Один из самых выразительных сигналов положительного отбора в геноме инуитов включал в себя два гена – WARS2 и TBX15. Они связаны с жировой тканью и ее распределением в организме{346}, в частности с так называемым бурым жиром. Эта ткань, повсеместно присущая новорожденным младенцам, обеспечивает выработку тепла. TBX15 влияет на реакцию организма на холодные климатические условия, и то, что этот ген закрепился путем положительного отбора в таком регионе, как Гренландия, не вызывает удивления. В отличие от других популяций, у инуитов эти генетические варианты встречаются почти в 100 % случаев. (Что интересно, эти гены обладают высокой «плейотропностью», то есть одновременно соотносятся с несколькими типами признаков: формой уха, телосложением, пигментацией волос, морфологией лица и распределением жировой ткани.) Последовательность оснований ДНК у гренландских инуитов очень близка к строению генома девочки «Денисова 3», а это настойчиво подталкивает нас к выводу, что корни происхождения инуитов и интрогрессированная ДНК таятся в древней популяции, к которой принадлежала девочка.
Тщательное изучение геномов современных людей уже принесло нам немало новых знаний. Мы увидели, что интербридинг порождает генетические варианты, которые оказываются благоприятными для обитателей местностей с особыми условиями и потому очень часто встречаются в их популяциях. Мы также обнаружили, что другие генетические варианты, полученные от неандертальцев, повышают у некоторых людей восприимчивость к таким заболеваниям, как диабет II типа и волчанка. Вполне очевидно, что наше наследие от генетических интрогрессий содержит в себе и положительные, и отрицательные качества. И, конечно, замечательно, что это генетическое детективное расследование все же началось. Уже в ближайшие несколько лет можно ожидать новых открытий в области здоровья наших современников и того, как наши гены, унаследованные и привнесенные «со стороны», делают нас теми, кто мы есть теперь.