ДНК денисовцев могла помочь древним людям выжить в Америке

Автор: Unsplash/CC0 Public Domain

Тысячи лет назад древние люди предприняли опасное путешествие, преодолев сотни миль льда через Берингов пролив в неизвестный мир Америки.

Новое исследование под руководством Университета Колорадо в Боулдере предполагает, что эти кочевники несли с собой нечто удивительное — фрагмент ДНК, унаследованный от ныне вымершего вида гоминидов, который мог помочь людям адаптироваться к вызовам их нового дома.

Исследователи опубликовали свои результаты в журнале Science.

«С точки зрения эволюции это невероятный скачок. Это показывает степень адаптации и устойчивости популяции, которая просто поразительна», — сказал Фернандо Вильянеа, один из двух ведущих авторов исследования и доцент кафедры антропологии CU Boulder.

Исследование по-новому взглянуло на вид, известный как денисовцы. Эти древние родственники людей жили на территории от современной России на юг до Океании и на запад до Тибетского нагорья.

Денисовцы, вероятно, вымерли десятки тысяч лет назад. Однако их существование остается малоизученным: ученые идентифицировали первого известного денисовца всего 15 лет назад по ДНК в фрагменте кости, найденной в пещере в Сибири. Как и неандертальцы, денисовцы, возможно, имели выступающие надбровные дуги и не имели подбородков.

«Мы знаем больше об их геномах и о том, как ведет себя их химия тела, чем о том, как они выглядели», — отметил Вильянеа.

Все больше исследований показывают, что денисовцы скрещивались как с неандертальцами, так и с людьми, глубоко формируя биологию людей, живущих сегодня.

Чтобы изучить эти связи, Вильянеа и его коллеги, включая соавтора Дэвида Пида из Брауновского университета, изучили геномы людей со всего мира. В частности, команда сосредоточилась на гене под названием MUC19, который играет важную роль в иммунной системе.

Группа обнаружила, что люди с индейским происхождением чаще, чем другие популяции, являются носителями варианта этого гена, полученного от денисовцев. Другими словами, это древнее генетическое наследие могло помочь людям выжить в совершенно новых экосистемах Северной и Южной Америки.

Сигналы адаптивной интрогрессии в MUC19. Автор: Fernando A. Villanea et al

Малоизвестный ген

Вильянеа добавил, что функция MUC19 в организме человека столь же загадочна, как и сами денисовцы. Это один из 22 генов у млекопитающих, которые производят муцины. Эти белки создают слизь, которая, среди прочего, может защищать ткани от патогенов.

«Кажется, что MUC19 имеет много функциональных последствий для здоровья, но мы только начинаем понимать эти гены», — сказал он.

Предыдущие исследования показали, что денисовцы несли свой собственный вариант гена MUC19 с уникальной серией мутаций, который они передали некоторым людям. Такого рода смешение было обычным явлением в древнем мире: большинство людей, живущих сегодня, несут некоторую долю ДНК неандертальцев, тогда как ДНК денисовцев составляет до 5% геномов людей из Папуа-Новой Гвинеи.

В текущем исследовании Вильянеа и коллеги хотели узнать больше о том, как эти генетические капсулы времени формируют нашу эволюцию.

Группа тщательно изучила уже опубликованные данные о геномах современных людей из Мексики, Перу, Пуэрто-Рико и Колумбии, где индейское происхождение и ДНК распространены.

Они обнаружили, что каждый третий современный человек мексиканского происхождения несет копию денисовского варианта MUC19 — особенно в тех частях своего генома, которые происходят от индейского наследия. Это контрастирует с людьми центральноевропейского происхождения, среди которых только 1% являются носителями этого варианта.

Исследователи обнаружили нечто еще более удивительное: у людей денисовский вариант гена, похоже, окружен ДНК неандертальцев.

«Эта ДНК похожа на Oreo: с денисовской начинкой и неандертальским печеньем», — пояснил Вильянеа.

Новый мир

Вот что предполагают Вильянеа и его коллеги: до того как люди пересекли Берингов пролив, денисовцы скрещивались с неандертальцами, передавая денисовский MUC19 своему потомству.

Затем, в игре генетического телефона, неандертальцы скрещивались с людьми, делясь некоторой ДНК денисовцев. Это первый случай, когда ученые идентифицировали передачу ДНК от денисовцев к неандертальцам, а затем к людям.

Позже люди мигрировали в Америку, где естественный отбор благоприятствовал распространению этого заимствованного MUC19.

Почему денисовский вариант стал так распространен в Северной и Южной Америке, но не в других частях мира, пока не ясно. Вильянеа отметил, что первые люди, жившие в Америке, вероятно, столкнулись с условиями, не похожими ни на что другое в человеческой истории, включая новые виды пищи и болезни. ДНК денисовцев могла дать им дополнительные инструменты для борьбы с такими вызовами.

«Внезапно людям пришлось искать новые способы охоты, новые способы земледелия, и они разработали действительно крутые технологии в ответ на эти вызовы. Но за 20 000 лет их тела также адаптировались на биологическом уровне», — сказал он.

Чтобы построить эту картину, антрополог планирует изучить, как разные варианты гена MUC19 влияют на здоровье людей, живущих сегодня. Пока же, по словам Вильянеа, исследование является свидетельством силы человеческой эволюции.

«То, что сделали коренные американские популяции, действительно невероятно. Они перешли от общего предка, жившего вокруг Берингова пролива, к биологической и культурной адаптации на этом новом континенте, который имеет каждый тип биома в мире», — заключил Вильянеа.

Больше информации: Fernando A. Villanea et al, The MUC19 gene: An evolutionary history of recurrent introgression and natural selection, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adl0882. www.science.org/doi/10.1126/science.adl0882

Источник: University of Colorado at Boulder