https://frosthead.com

Πώς το DNA του Αρχαίου Νεάντερταλ εξακολουθεί να επηρεάζει τα γονίδια μας σήμερα

Οι Νεάντερταλ μπορεί να εξαφανίστηκαν πριν από 30.000 χρόνια, αλλά εξακολουθούν να ζουν μέσα μας. Από τότε που οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι το DNA του Νεάντερταλ αποτελείται από το 2% περίπου των γονιδιωμάτων των σύγχρονων ανθρώπων της ευρωπαϊκής και της ασιατικής κληρονομιάς, έχουν σκεφτεί πώς μας επηρεάζουν αυτά τα παρατεταμένα γονίδια σήμερα. Τώρα βρήκαμε ότι παρόλο που οι περισσότεροι άνθρωποι μοιάζουν σχεδόν με τους Νεάντερταλ στην εμφάνιση, το DNA τους εξακολουθεί να επηρεάζει το πώς λειτουργούν τα γονίδια μας σήμερα.

σχετικό περιεχόμενο

  • Οι επιστήμονες υποχωρούν στην οδοντική πλάκα του Νεάντερταλ για να καταλάβουν πώς ζούσαν και έτρωγαν
  • Οι Νεάντερταλ πέθαναν 30.000 χρόνια πριν, αλλά το DNA τους εξακολουθεί να βρίσκεται στο ανθρώπινο γονιδίωμα

Οι άνθρωποι και οι Νεάντερταλ άρχισαν να χωρίζουν το εξελικτικό δέντρο πριν από περίπου 700.000 χρόνια, αλλά συνέχισαν να διασυνδέονται μέχρι τουλάχιστον 50.000 χρόνια πριν. Παρά τη γενετική ασυμβατότητα που μπορεί να καθιστούσε δύσκολη την αναπαραγωγή, γεννήθηκαν αρκετά υβριδικά ανθρώπινα-Νεάντερταλ για να ενσωματώσουν τα κομμάτια του DNA τους σε όλο το ανθρώπινο γονιδίωμα. Προηγούμενη έρευνα έχει βρει ότι οι αλληλουχίες και τα γονίδια του DNA του Νεάντερταλ που βρίσκονται στους σύγχρονους ανθρώπους συνδέονται με την κατάθλιψη, τον μεταβολισμό των λιπών και μια σειρά άλλων χαρακτηριστικών και συνθηκών.

Ωστόσο, μόνο και μόνο επειδή μπορούμε να δούμε ένα γονίδιο δεν σημαίνει ότι γνωρίζουμε πώς λειτουργεί. Τα γονίδια μπορούν να εκφράζονται με διαφορετικές δυνάμεις και μερικές φορές καθόλου. Όλα καταλήγουν στο πώς το DNA χρησιμοποιείται από το RNA στα κύτταρά μας, το οποίο ακολουθεί τις οδηγίες του DNA για την παρασκευή πρωτεϊνών. Τα κύτταρα μπορούν να "ρυθμίσουν" διάφορα γονίδια, επιλέγοντας να τα χρησιμοποιήσουν, να τα αγνοήσουν ή να τα τροποποιήσουν για να κάνουν το RNA. Δυστυχώς, σε αντίθεση με το σχετικά μόνιμο DNA, το RNA είναι ασταθές και έτσι σπάνια βρίσκεται στα απολιθώματα, καθιστώντας δύσκολη την ανάλυση του τρόπου με τον οποίο τα κύτταρα των εξαφανισμένων οργανισμών χρησιμοποίησαν το DNA τους.

Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε χθες στο περιοδικό Cell, ο ερευνητής της γενετικής του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον, ο Rajiv McCoy και οι συν-συγγραφείς πήραν γύρω από την έλλειψη αρχαίων δεδομένων του Νεάντερταλ, αντίθετα κοιτάζοντας τους ζωντανούς απογόνους τους: τους σημερινούς υβριδικούς ανθρώπους. "[Έχουμε ξεκινήσει να χρησιμοποιούμε] την έκφραση γονιδίων από τους σύγχρονους ανθρώπους για να πάρουμε μια ιδέα για το πώς η ροή των γονιδίων από τους Νεάντερταλ επηρεάζει την ανθρώπινη γονιδιακή έκφραση", λέει ο McCoy.

Χρησιμοποιώντας ένα σύνολο δεδομένων για τα γονιδιώματα περισσότερων από 400 νεκρών, οι ερευνητές εξέτασαν περιπτώσεις ετεροζυγωτικών γονιδίων: γονίδια που είναι το αποτέλεσμα ενός ατόμου που κληρονόμησε ένα ανθρώπινο γονίδιο από έναν γονέα και ένα γονίδιο του Neanderthal από το άλλο. Το σύνολο δεδομένων περιελάμβανε δείγματα ιστών από 52 διαφορετικά μέρη του σώματος, λέει ο McCoys, επιτρέποντας στους ερευνητές να συγκρίνουν τον τρόπο με τον οποίο εκφράστηκαν γονίδια ανθρώπου και Neanderthal σε αυτές τις διαφορετικές περιοχές συγκρίνοντας πόσο από κάθε γονίδιο μεταγράφηκε στο RNA.

Μέσα από την ανάλυση αυτών των ατόμων με αλληλόμορφα ανθρώπου και Neanderthal ή γονιδιακές παραλλαγές, ο McCoy και η ομάδα του βρήκαν διαφορές στην έκφραση γονιδίων του ανθρώπου και του Neanderthal σε 25% των περιοχών που εξέτασαν. Αυτές οι διαφορές είχαν πιθανές επιδράσεις σε χαρακτηριστικά που κυμαίνονται από το ύψος έως την πιθανότητα συμβολής του λύκου. "Πραγματικά καλύπτει όλο το φάσμα των ανθρώπινων γονιδίων", λέει ο McCoy.

Οι ερευνητές ήταν επίσης σε θέση να συγκρίνουν πόσο έντονα ή ασθενώς τα γονίδια του ανθρώπου και του Neanderthal εκφράστηκαν σε διαφορετικά μέρη του σώματος.

Είναι ενδιαφέρον ότι, λέει ο McCoy, διαπίστωσαν ότι τα γονίδια του Neanderthal στους εγκεφάλους και τους όρχεις των ανθρώπων που εξετάστηκαν εκφράστηκαν πιο αδύναμα από τα γονίδια σε άλλους τομείς. Ο λόγος για αυτό είναι πιθανώς άνιση εξέλιξη: Καθώς οι άνθρωποι συνέχιζαν να εξελίσσονται μακριά από τους Νεάντερταλ, λέει ο McCoy, είναι πιθανό τα μέρη του σώματος να έχουν εξελιχθεί ταχύτερα από άλλα. Έτσι, αποκλίνουν περαιτέρω από τα γονίδια του Νεάντερταλ και είναι λιγότερο πιθανό να εκφράζονται από τα κύτταρα εκεί.

Για τον γενετιστή του Πανεπιστημίου Vanderbilt Tony Capra, ο οποίος δεν συμμετείχε σε αυτή τη μελέτη, η μειωμένη γονιδιακή έκφραση στους όρχεις μπορεί να είναι ένα σημάδι του πώς οι μεταλλάξεις από τους Νεάντερταλ θα μπορούσαν να έχουν μειώσει τη γονιμότητα των πρώιμων υβριδικών ανθρώπων-Νεάντερταλ. "Εικονογραφεί περαιτέρω ότι το Νεάντερταλ DNA που παραμένει στους σύγχρονους ανθρώπους έχει τη δυνατότητα να επηρεάσει διαφορετικά χαρακτηριστικά", λέει ο Capra, ο οποίος έχει κάνει τη δουλειά σάρωσης ηλεκτρονικών ιατρικών αρχείων για να αναζητήσει τις επιδράσεις του Νεάντερταλ DNA στην υγεία μας.

"Αυτή είναι μια πολύ περιεκτική μελέτη του αντίκτυπου της παρεκτροπής του Neanderthal στην έκφραση γονιδίων στους σύγχρονους ανθρώπους", προσθέτει ο Fernando Racimo, ερευνητής στο New York Genome Center, ο οποίος επίσης δεν συμμετείχε στη μελέτη. Ο Racimo λέει ότι θα ήθελε να δει την έρευνα σε άλλες περιπτώσεις ανθρώπινης υβριδισμού, συγκεκριμένα αρχαίων Ντενοβισάνων και αυστραλιανών ιθαγενών, των οποίων τα γονίδια ζουν στους κατοίκους των νησιών Melanesian της Αυστραλίας.

Ο McCoy λέει ότι η μελέτη των γενετικών κληρονομιών των ανθρώπων του Melanesian είναι στη λίστα επιθυμιών του, αλλά αυτό θα πρέπει να περιμένει μέχρι να συλλεχθούν δείγματα RNA. "Βγαίνω από τα δεδομένα των άλλων ανθρώπων", αστεία.

Η τεχνική που χρησιμοποιείται σε αυτή τη μελέτη μπορεί να εφαρμοστεί και στο ανθρώπινο είδος, προσθέτει ο McCoy. Η σύγκριση της έκφρασης αλληλόμορφων σε διαφορετικές περιοχές του σώματος και μεταξύ διαφορετικών ανθρώπων θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να αποτυπώσουν περισσότερες από τις περιπλοκές της γονιδιακής έκφρασης, λέει. Αλλά ακόμη και με τη δοκιμή του ρόλου του DNA του Νεάντερταλ στα γονιδιώματα μας, μπορούμε ακόμα να καταλάβουμε καλύτερα πώς τα διαφορετικά μας γονίδια συνεργάζονται για να μας κάνουν.

Πώς το DNA του Αρχαίου Νεάντερταλ εξακολουθεί να επηρεάζει τα γονίδια μας σήμερα