ДНК денисовцев и неандертальцев помогла первым американцам выжить

Первые люди, ступившие на земли Америки, принесли с собой не только каменные технологии и навыки выживания, позволившие им преодолеть ледяные просторы Берингова пролива. Как указывает новое исследование, опубликованное в журнале Science, они также несли генетическое наследие, унаследованное от двух вымерших родственников — неандертальцев и денисовцев, — которое могло помочь им выжить в новой и незнакомой среде.

ДНК денисовцев и неандертальцев помогла первым американцам выжить, показало исследование.

Международная исследовательская группа под руководством Фернандо Вильянеа из Университета Колорадо в Боулдере и Дэвида Пида из Университета Брауна сосредоточилась на гене MUC19, который кодирует муциновые белки, участвующие в производстве слизи. Эти белки защищают ткани от патогенов и также могут играть роль в иммунитете. Их выводы свидетельствуют о том, что коренные американцы унаследовали версию MUC19, специфичную для денисовцев, частота которой со временем увеличивалась, возможно, потому что она давала эволюционное преимущество.

Согласно исследованию, каждый третий мексиканец сегодня является носителем копии этого денисовского варианта. У других он встречается реже: примерно у 20% перуанцев и около 1% пуэрториканцев и колумбийцев. Лишь около 1% лиц центральноевропейского происхождения имеют его. Ученые предполагают, что разница отражает более высокую долю ДНК коренных американцев у мексиканцев.

Больше всего ученых поразило то, как распространялся ген. ДНК денисовцев передалась современным людям не напрямую, а через неандертальцев. Денисовская последовательность интегрирована в более крупный участок ДНК, специфичный для неандертальцев, образуя то, что Вильянеа описал как «Орео, с денисовской начинкой и неандертальским печеньем». Генетические данные свидетельствуют о том, что неандертальцы сначала скрещивались с денисовцами, а затем передавали комбинированную ДНК людям. Это первый зарегистрированный случай, когда денисовский ген попал к людям с помощью неандертальского посредника.

Ученые обнаружили первые известные останки денисовца в Денисовой пещере в России, возраст которых превышает 50 000 лет. Фото: Демин Алексей Барнаул / CC BY-SA 4.0

Исследователи сравнили геномы древних останков 23 коренных американцев, живших до контакта с европейцами, а также генетические данные современных популяций Мексики, Перу, Колумбии и Пуэрто-Рико. Они также сравнили их с последовательностями трех неандертальцев и одного денисовца. Их исследование показало, что сегмент MUC19, связанный с денисовцами, очень длинный и содержит тандемные повторы переменного числа (VNTR) — повторяющиеся сегменты ДНК, которые влияют на то, как белок связывается с сахарами. У особей, несущих архаичный гаплотип, как правило, больше VNTR, что потенциально может влиять на иммунитет.

Исследование доказывает, что этот пакет генов подвергся положительному отбору в популяциях коренных американцев — то есть он давал некоторое преимущество, которое помогло им выжить.

«С точки зрения эволюции это невероятный скачок, — заявил Вильянеа. — Это показывает степень адаптации и устойчивости внутри популяции, что просто поразительно».

Фотография мальчика из числа коренных мексиканцев, 1896 год. Фото: Mayo & Weed / CC BY-SA 4.0

Почему этот денисовский вариант так широко распространился в Америках, но не где-либо еще, остается неясным. Ученые указывают, что первые обитатели континента должны были столкнуться с новым климатом, пищей и патогенами, и наличие варианта MUC19 помогло им выжить. Естественный отбор на протяжении тысяч лет, вероятно, распространил ген среди коренных народов.

Хотя денисовцы во многом остаются загадкой — они были идентифицированы всего 15 лет назад по ДНК из фрагмента кости в сибирской пещере — их генетические следы сохраняются. До 5% генома некоторых современных жителей Океании состоит из ДНК денисовцев. Это новейшее исследование показывает, что их влияние распространилось и на Америку, формируя здоровье и выживание коренных сообществ.

Вильянеа и его коллеги планируют далее изучить, как разные версии MUC19 влияют на современное здоровье, особенно среди латиноамериканского и коренного американского населения.