Neandrtálci možná zmizeli před 30 000 lety, ale stále žijí uvnitř nás. Od té doby, co vědci zjistili, že neandertálská DNA tvoří zhruba 2 procenta genomů moderních lidí evropského a asijského dědictví, spekulovali o tom, jak přesně nás tyto přetrvávající geny ovlivňují dnes. Nyní jsme zjistili, že i když se většina lidí ve vzhledu neandrtálců téměř podobá, jejich DNA stále ovlivňuje to, jak naše geny fungují dnes.
Související obsah
- Vědci se ponoří do neandertálského zubního plaku, aby pochopili, jak žili a jedli
- Neandrtálci vyhynuli 30 000 let, ale jejich DNA je stále v lidském genomu
Lidé a neandrtálci se začali rozštěpit na evolučním stromu asi před 700 000 lety, ale pokračovali v křížení až před nejméně 50 000 lety. Přes genetickou nekompatibilitu, která mohla ztěžovat reprodukci, se zrodilo dost hybridních lidských neandrtálců, aby zakryli kousky jejich DNA v celém lidském genomu. Předchozí výzkum zjistil, že neandertálské DNA sekvence a geny nalezené u moderních lidí jsou spojeny s depresí, metabolismem tuků a řadou dalších vlastností a stavů.
Avšak to, že můžeme vidět gen, neznamená, že víme, jak to funguje. Geny mohou být vyjádřeny v různých silách a někdy ne vůbec. Všechno jde o to, jak je tato DNA používána RNA v našich buňkách, což se řídí pokyny DNA k výrobě proteinů. Buňky mohou "regulovat" různé geny tím, že se rozhodnou je použít, ignorovat nebo modifikovat, aby vytvořily RNA. Bohužel, na rozdíl od relativně trvalé DNA je RNA nestabilní, a proto se ve fosiliích vyskytuje jen zřídka, což ztěžuje analýzu toho, jak buňky vyhynulých organismů skutečně využily svou DNA.
Ve studii zveřejněné včera v časopise Cell, výzkumný pracovník genetiky University of Washington Rajiv McCoy a spoluautoři obešli nedostatek starodávných neandrtálských dat tím, že se místo toho podívali na své živé potomky: dnešní hybridní lidi. "[Rozhodli jsme se použít] genovou expresi od moderních lidí, abychom získali představu o tom, jak tok genů z neandrtálců ovlivňuje expresi lidských genů, " říká McCoy.
Pomocí souboru dat o genomech více než 400 zemřelých lidí vědci hledali případy heterozygotních genů: genů, které jsou výsledkem člověka, který zdědil lidský gen od jednoho rodiče, a neandrtálského genu od jiného. Dataset zahrnoval vzorky tkání z 52 různých částí těla, říká McCoys, což vědcům umožňuje porovnat, jak byly lidské a neandrtálské geny exprimovány v těchto různých oblastech porovnáním toho, kolik z každého genu bylo přepsáno do RNA.
Prostřednictvím analýzy těchto jedinců s lidskými a neandrtálskými alelami nebo genovými variacemi našel McCoy a jeho tým rozdíly v expresi genů pro člověka a neandertálce ve 25 procentech testovaných oblastí. Tyto rozdíly měly potenciální účinky ve vlastnostech od výšky po pravděpodobnost kontrakce lupusu. „Skutečně se to týká celého spektra lidských genů, “ říká McCoy.
Vědci také dokázali porovnat, jak silně nebo slabě jsou lidské a neandrtálské geny exprimovány v různých částech těla.
Je zajímavé, že McCoy říká, že zjistili, že neandrtálské geny v mozcích a varlatech testovaných lidí byly exprimovány slabší než geny v jiných oblastech. Důvodem je pravděpodobně nerovnoměrný vývoj: Jak se lidé neustále vyvíjeli od neandrtálců, McCoy říká, je pravděpodobné, že tyto části těla se vyvinuly rychleji než ostatní. Proto se dále lišili od neandertálských genů a je méně pravděpodobné, že se v nich budou exprimovat buňkami.
Pro genetika Vanderbilt University Tony Capra, který se této studie nezúčastnil, může být snížená genová exprese ve varlatech známkou toho, jak by mutace z neandrtálců mohly snížit plodnost časných lidských neandrtálských hybridů. „Dále to dokazuje, že neandrtálská DNA, která zůstává v moderních lidech, má potenciál ovlivnit různé vlastnosti, “ říká Capra, který provedl práci skenováním elektronických lékařských záznamů, aby hledal účinky neandertálské DNA na naše zdraví.
„Jedná se o velmi komplexní studii dopadu neandertálské introgrese na genovou expresi u moderních lidí, “ dodává Fernando Racimo, výzkumník z New York Genome Center, který se do studie také nezúčastnil. Racimo říká, že by rád viděl výzkum dalších případů lidské hybridizace, konkrétně starověkých denovisanů a australských domorodců, jejichž geny žijí na obyvatelích australských ostrovů Melanesian.
McCoy říká, že studium genetických dědictví melanézských lidí je na jeho seznamu přání, ale to bude muset počkat, dokud nebudou odebrány vzorky RNA. „Odchýlím se od údajů jiných lidí, “ vtipkuje.
Technika použitá v této studii by mohla být aplikována i na lidské druhy, dodává McCoy. Porovnání alelické exprese v různých částech těla a mezi různými lidmi by mohlo vědcům pomoci lépe identifikovat složitost genové exprese. Ale i pouhým sondováním role neandertálské DNA v našich genomech můžeme stále lépe porozumět tomu, jak naše nesourodé geny pracují společně, aby nás vytvořily.
