Расшыфроўка геному неандэртальца

У ліпені 2006 года Інстытут эвалюцыйнай антрапалогіі Таварыства Макса Планка ў Германіі і кампанія 454 Life Sciences у ЗША абвясцілі аб пачатку працы па секвеніраванню поўнага геному неандэртальца[1].

Геном неандэртальца па памеру блізкі да геному сучаснага чалавека. Папярэднія вынікі паказваюць, што ДНК сучаснага чалавека і неандэртальца ідэнтычныя прыблізна на 99,5%. Даследчыкі вылучылі выкапневую ДНК неандэртальца з косткі сцягна шкілета неандэртальца 38 000-гадовай даўніны з пячоры Віндзія ў Харватыі, а таксама з іншых костак, знойдзеных у Іспаніі, Расіі і Германіі[2][3].

Для секвеніравання патрабавалася прыблізна 500 мг узораў касцяной тканіны. Праца па праекце апынулася спалучаная са шматлікімі цяжкасцямі, уключаючы забруджванне ўзораў бактэрыямі і людзьмі, якія маніпулявалі косткамі на раскопках і ў лабараторыі. Было адабрана толькі шэсць узораў косткі ад пяці неандэртальскіх асобін, якія паходзяць з чатырох стаянак: узоры Vindija 33.25 і Vindija 33.16 (узрост ~44 тыс. л. н.) з пячоры Віндзія (Харватыя), узоры двух неандэртальцаў Feldhofer 1 і Feldhofer 2 (узрост ~40 тыс. л. н.) з грота Фельдхофер (Германія), узор Sidron 1253 (узрост ~49 тыс. л. н.[4]) з пячоры Эль-Сідрон (Іспанія) і ўзор Mezmaiskaya 1 (узрост 60-70 тыс. л. н.) з пячоры Мязмайская (Расія). Больш за 99% генетычных дадзеных даў узор Vindija 33.16 з пячоры Віндзія. Каб праверыць, ці з'яўляюцца атрыманыя паслядоўнасці нуклеатыдаў з гэтага ўзору тыповымі для неандэртальца, даследчыкі прааналізавалі некалькі мільёнаў пар нуклеатыдаў з іншых узораў неандэртальцаў. Найбольшая колькасць параўнальнага генетычнага матэрыялу далі ўзор з Мезмайскай пячоры (20 мільёнаў пар нуклеатыдаў), узор з пячоры Эль-Сідрон (5 мільёнаў пар нуклеатыдаў), узоры з грота Фельдхофер (2 мільёны пар нуклеатыдаў).

У лютым 2009 года група генетыкаў пад кіраўніцтвам Свантэ Паабо абвясціла аб завяршэнні першага праекта геному неандэртальца. Было прачытана 3,7 мільярды пар нуклеатыдаў — больш, чым ёсць у геноме (3,2 мільярды пар нуклеатыдаў), так як некаторыя ўчасткі неандэртальскай ДНК былі прачытаныя ў некалькіх копіях. У рэальнасці атрымалася расшыфраваць толькі 63% неандэртальскага геному (2 мільярды пар нуклеатыдаў, калі выключыць паўтараюцца фрагменты), а тыя, што засталіся 37% яго даўжыні (1,2 мільярды пар нуклеатыдаў) яшчэ не былі выяўлены[5]. Дадзеныя першага чарнавога чытання паказалі, напрыклад, што розніца паміж генома чалавека і неандэртальца складае каля 12,8% розніцы паміж генома чалавека і шымпанзэ. Адсутнасць у геноме неандэртальца гена Lct кажа аб тым, што неандэртальцы не маглі засвойваць лактозу[6][7].

У 2010 годзе ў часопісе Science з'явіўся артыкул з вынікамі расшыфроўкі геному неандэртальца[8][9].

Далейшыя даследаванні выявілі 5 генаў, звязаных з функцыямі скуры, разумовай дзейнасцю і энергетычным абменам, якія існуюць у чалавека і не былі знойдзены ў неандэртальца і чые змены носяць відавочна, адаптыўны характар[10].

Генетычны матэрыял фалангі пальца дарослай неандэртальскай жанчыны з Дзянісавай пячоры з пласта 11 узростам 50 тыс. гадоў[11] падвергнулі падрабязнаму аналізу, кожная пазіцыя неандэртальскага геному была прачытана ў сярэднім 50 разоў. 99,9% з 1,7 гігабаз паслядоўнасцяў ДНК у геноме чалавека былі пакрытыя па меншай меры дзесяць разоў. Забруджванне сучаснай ДНК чалавека, якая ацэньваецца па паслядоўнасцям мітахандрыяльнай і ядзернай ДНК, складае каля 1%[12][13]. Вынікі даследавання поўнага геному неандэртальца генетыкі выклалі ў адкрыты доступ[14], каб навукоўцы маглі свабодна працаваць з гэтым матэрыялам[15].

Праведзеныя раней даследаванні геному чалавека паказалі, што існуе 13 варыянтаў алеляў, якія сустракаюцца ў еўрапейцаў значна часцей, чым у афрыканцаў. З гэтых 13 варыянтаў 10 былі знойдзены ў геноме неандэртальца, што стала адным з довадаў на карысць скрыжавання Homo sapiens з неандэртальцамі на тэрыторыі Еўропы і Азіі[16]. 1-3% геному сучасных неафрыканцаў — гэта гены неандэртальцаў, пры гэтым еўрапейцы нясуць крыху менш неандэртальскіх генаў, чым азіяты[17]. 0,3–0,7% неандэртальскіх генаў выяўленыя ў ДНК афрыканцаў[18][19] і прыкладна 5% генаў алтайскіх неандэртальцаў утрымліваюць у сабе афрыканскія мутацыі, якіх няма ў еўрапейскіх неандэртальцаў. Гэта кажа аб тым, што алтайскія неандэртальцы скрыжоўваліся з анатамічна сучаснымі людзьмі звыш 100 тысяч гадоў назад[20][21]. Секвеніраванне мітахандрыяльнай ДНК неандэртальца з пячоры Холенштайн-Штадэль, які жыў 124 тыс. л. н., паказала, што гэты падвід неандэртальцаў аддзяліўся ад асноўнага ствала паміж 316 000 і 219 000 гадоў таму і скрыжоўваўся з Homo sapiens яшчэ як мінімум 219 тыс. гадоў таму[22].

З асадкавых адкладанняў ва Усходняй галерэі Дзянісавай пячоры генетыкі змаглі вылучыць неандэртальскую і дзянісаўскую мтДНК, пры гэтым сляды ДНК неандэртальцаў і дзянісаўцаў знайшлі ў пластах № 14 і № 15, што паказвае на сумеснае існаванне ў пячоры гэтых двух відаў на працягу доўгага часу. Таксама неандэртальская мтДНК была знойдзена ў адкладах бельгійскай лакацыі Trou ai Wesse, пячор Чагырская, Эль-Сідрон[23].

Гл. таксамаПравіць

Зноскі

  1. Полный геном неандертальца будет прочтен через два года , Элементы.ру (20 ноября 2006).
  2. Team in Germany maps Neanderthal genome , The Associated Press (12 February 2009).
  3. Scientists Decode Majority of Neanderthal Man's Genome , Deutsche Welle (13 February 2009).
  4. У алтайских неандертальцев найдены гены архаичных сапиенсов, а у денисовцев — гены гейдельбергских людей
  5. Дороничев Б., Голованова Л. В. В. Неандертальцы в свете данных генетики // Пятая кубанская археологическая конференция, 2009
  6. Неандертальцы могли говорить и не пили молоко , РИА Новости (14 февраля 2009 года).
  7. First Draft of Neandertal Genome Unveiled at 2009 AAAS Annual Meeting. — AAAS, 2009.
  8. Richard E. Green, Johannes Krause, Adrian W. Briggs, Tomislav Maricic, Udo stenzel. A Draft Sequence of the Neanderthal Genome // Science 07 May 2010: Vol. 328, Issue 5979, pp. 710-722
  9. 4 миллиарда доказательств: как неандертальцы перестали быть родичами Sapiens
  10. Targeted Investigation of the Neandertal Genome by Array-based Sequence Capture (англ.) . Science. Архівавана з першакрыніцы 26 сакавіка 2012.
  11. Описана в работе Mednikova M. B. A proximal pedal phalanx of a Paleolithic hominin from Denisova Cave, Altai. Archaeol. Ethnol. Anthropol. Eurasia 39, 129–138 (2011)
  12. Kay Prüfer et al. The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains, 2013
  13. The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains (PDF)
  14. A high-quality Neandertal genome sequence
  15. Расшифрованный геном неандертальца сделали общедоступным, 21 марта 2013
  16. Геном неандертальцев прочтен: неандертальцы оставили след в генах современных людей. Элементы.ру. Архівавана з першакрыніцы 26 сакавіка 2012.
  17. Наймарк Елена 20% генома неандертальцев собирается из генов современных людей. Элементы.ру (23 кастрычніка 2020). Архівавана з першакрыніцы 10 сакавіка 2014.
  18. Ancient Ethiopian genome reveals extensive Eurasian admixture throughout the African continent
  19. Древнейшая ДНК, выделенная из африканского скелета, указала на евразийские корни
  20. Martin Kuhlwilm et al. Ancient gene flow from early modern humans into Eastern Neanderthals, 2016
  21. Учёные: неандертальцы скрещивались с людьми уже 100 тыс лет назад
  22. Cosimo Posth et al.Deeply divergent archaic mitochondrial genome provides lower time boundary for African gene flow into Neanderthals, 04 July 2017
  23. Исследование ДНК древних людей стало возможным без самих останков, 28 апреля 2017

СпасылкіПравіць