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⁾.