Нашето скрито неандерталско ДНК може да повишава риска за алергии и депресии

Депресирани ли сте? За това може би трябва да вините неандерталеца вътре във вас. Модерните хора са се срещнали и са се чифтосвали с тези древни хора в Европа и в Азия преди около 50 000 г. и учените от отдавна предполагат, че гените, които сме получили от тези "любовни срещи" може да са повлияли на здравето и благоденствието ни днес.

Сега, изследване публикувано в последното издание на Science разследва в детайли тяхното значение. То прилага нов мощен метод за сканиране на електронните здравни досиета на 28 хил. американци, за да покаже, че някои неандерталски генетични варианти днес могат да повишават риска от депресия, кожни лезии, кръвни съсиреци (емболии) и други заболявания.

Неандерталските гени не са чак толкова лоши. "Тези варианти понякога ни защитават от заболявания, а понякога правят хората по-уязвими за заболявания," твърди палеонтогенетика Сванте Паабо (Svante Pääbo) от отдела по Еволюционна антропология към Института Макс Планк в Лайпциг, Германия. Две други нови изследвания са идентифицирали три архаични гена. които повишават активността на имунния отговор. Повече архаични гени, които са се запазили в хората вероятно са били полезни в праисторически времена. Но някои от тях сега могат да причиняват заболяване, тъй като модерният начин на живот и условията на средата са толкова по-различни от тогавашните. 

Сегашните хора носят само незначително количество неандерталско ДНК, което прави значението им за здравето още по-големи. "Внасянето на генетичен материал от неандерталците в съвременните хора изглежда има по-големи психологически ефекти, отколкото първоначално предполагахме," смята Паабо, който е подпомогнал стартирането на този тип изследвания, като е секвенирал първите древни геноми, но не е пряк участник в тези изследвания. Средно, европейците и азиатците са наследили около 1,4% от своите геноми от неандерталците. Меланезийците носят допълнителни 2-3% ДНК наследени от друга изчезнала група - Денисовите хора. Повечето африканци нямат това архаично ДНК, тъй като смесването между двата вида е станало след кто съвременните хора са напуснали Африка.

Сравнявайки геномите на няколко неандерталеца и един Денисов човек с хора от базата данни 1000 генома, биоинформатици наскоро са разкрили около 12 000 неандерталски генни варианти, или хаплотипове, в съвременните европейци и азиатци. Учените имали представа за функцията само на съвсем малка част от тези хаплотипове - за някои се смята, че участват в процесите на имунната система или за развитието на кожата и космите, например. Но прецизното определяне на тяхната функция изисква скъпи изследвания, свързани с експресия на гените в тъкани или животински модели.  

Скритото ни наследство от неандерталците - неандерталски гени повлияват редица аспекти на нашето здраве (Източник: DEBORAH BREWINGTON/VANDERBILT UNIVERSITY)

Големият пробив дошъл, когато популационният генетик Джошуа Акей (Joshua Akey) от Университета на Вашингтон в Сиатъл и еволюционният генетик Тони Капра (Tony Capra) от Университета Вандербилт в Нешвил независимо един от друг осъзнали, че могат да търсят неандерталски генни варианти в медицинските бази данни, Electronic Medical Records and Genomics (eMERGE) Network. Този консорциум от девет американски града свързва генетичените данни на пациентите с техните медицински данни под формата на специални кодове, които записват диагнозите на заболявания и други състояния. Така eMERGE позволява на учените да проследяват корелации между гени и симптоми сред десетки хиляди хора.

Акей и Капра обедини усилията си в търсене на повече от 6 000 неандерталски хаплотипове в генетичните данни от 28 416 човека с европейски корени. След като набелязали участъци от ДНК наследени от неандерталците, учените използвали статистически анализ, за да свържат наличието на тези архаични версии на гени с повишения риск от развитие на заболявания или други характеристики уловени в данните от епикризите, разказва Капра.

Търсенето довело до откриването на десетина неандерталски гени, за които е вероятно да причиняват значителен риск от развитие на някои заболявания в днешни дни. Например, един генетичен вариант изглежда прави кръвта по-лепкава и лесно коагулираща. Бързото кръвосъсирване може и да е било разликата между живота и смъртта, когато неандерталците са ловували опасни животни или са кървяли след разждане на бебета си с голямите им мозъци, но това може също да повиши риска от кръвни съсиреци и инфаркти, които са били доста по-редки в праисторически времена, когато повечето хора са умирали млади.

Учените също открили няколко неандерталски гени свързани с неврологични състояния, включтелно депресия, които могат да се задействат от разстройване на циркадните ритми. Други варианти били свързани с предракови кожни лезии наречени актинични кератинози. Капра предполага, че биохимията на неандерталския мозък и техните кожни реакции към слънчевата светлина може да са били синхронизирани със количеството светлина в околната среда и начина на живот в праисторическа Европа. Отговорните за тези процеси генни варианти може да се явяват неподходящи за сегашните условия на изкуствена светлина, в които живеят повечето хора.

Други неандерталски алели регулират транспорта на тиамин (известен още като витамин В1), който участва в метаболизма на въглехидратите в клетките на червата. Диетата на неандерталците, богата на месо и ядки, може да е осигурявала големи количества тиамин, но днешните хора, хранещи се със силно обработени храни може да не получават достатъчно и наличието на неандерталския вариант може да ги предразполага към развитие на недостатъчност, предполага Капра.

Изследването също така е установило неандерталски гени, които са свързани с болки в пикочния мехур и заболявания на уринарния тракт. Промяна само в една нуклеотидна база била свързана с никотиновата зависимост, което го прави втория неандерталски алел до сега, за който е установено, че увеличава склонността към тютюнопушене.

Наследството ни от неандерталците обаче не е изцяло вредно. Две изследвания публикувани в American Journal of Human Genetics миналия месец са установили три архаични гена, които подобряват вродения имунен отговор, което ни помага да се предпазваме от патогени като бактерии, гъби и паразити. И трите гена са били обект на мощна селекция при европейци и азиатци, твърди Джанет Келсо (Janet Kelso), биоинформатик в Макс Планк и водещ автор на едно от изследванията. Трите гена работят заедно при регулацията на експресията на Toll-like рецепторите по повърхността на белите кръвни клетки, като се предполага, че по този начин те подобряват вродения имунен отговор, твърди Луис Куантана-Мурси (Lluis Quintana-Murci), популационен генетик в Институт Пастьор и Френския Национален Център за Научни Изследвания в Париж, водещ автор на другото изследване.

Такива примери ни навеждат на мисълта, че когато модерните хора са попаднали при нови условия, които опосредстват развитието на нови патогени, те са използвали еволюционен "пряк път" като са си набавили полезни гени директно от други видове хора. "Така просто взаимстваш генетично разнообразие от друг вид или популация, която е обитавала съответното място по-дълго," обяснява Куантана-Мурси. Неандерталците са имали поне 200 000 години да се адаптират към живота в Близкия Изток и Европа преди съвременните хора да достигнат до там.

Но колкото и полезни да са били в Плейстоцена и за хората живеещи в условия на бедност днес, имуно-стимулиращите гени могат да имат вредни ефекти в САЩ и Европа, където хората се срещат много по-рядко с паразити. Келсо установил, че архаичните рецепторни гени са силно обвързани с алергиите. "Цената, която плащаме днес е, че стимулацията на имунната система може да е вредна за нас поради повишения риск от възникване на автоимунитет, възпаления и алергии," добавя Куантана-Мурси

Как точно тези гени са повлиявали самите неандерталци не е съвсем ясно. "Това не значи, че неандерталците са били депресирани" или че са имали по-често рак на кожата, отбелязва биоинформатикът Шрирам Шрикарараман (Sriram 
Sankararaman) от Калифорнийския университет в Лос Анджелис.

Тези изследвания са едва началото, докато учените продължават да търсят още варианти на гени от неандерталците предадени при взаимодействието на съвременните хора с тях, които да разширят базата данни на модерните геноми.

Източник: Science Magazine

Още по темата

24/06/2015

Човекът

10% гени на неандерталец има човекът от румънската пещера

12/04/2015

Животът

Учените са успели да извлекат ДНК на неандерталец