Денисовские гены, возможно, усилили иммунитет современного человека

Денисовские гены, возможно, усилили иммунитет современного человека

Когда современные люди впервые мигрировали из Африки на тропические острова юго-западной части Тихого океана, они столкнулись с незнакомыми людьми и новыми патогенами. Но их иммунная система, возможно, усвоила некоторые приемы выживания, когда они спаривались с местными жителями — загадочными денисовцами, которые дали им варианты иммунных генов, которые могли защитить потомство пришельцев от местных болезней.

Согласно новому исследованию, некоторые из этих вариантов до сих пор сохраняются в геномах людей, живущих в Папуа-Новой Гвинее.

Исследователям уже десять лет известно, что люди, живущие в Папуа-Новой Гвинее и других частях Меланезии, субрегиона юго-западной части Тихого океана, унаследовали до 5% своей ДНК от денисовцев, древних людей, тесно связанных с неандертальцами, которые прибыли в Азию около 200 000 лет назад. много лет назад.

Ученые предполагают, что эти варианты приносили пользу людям в прошлом — возможно, помогая современным людям лучше защищаться от местных болезней, — но они задаются вопросом, как эта ДНК все еще может влиять на то, как люди выглядят, действуют и чувствуют сегодня.

Однако было трудно определить функцию ДНК неандертальцев и денисовцев у меланезийцев, потому что ученые проанализировали так мало генетических данных живых людей в Папуа-Новой Гвинее и других частях Меланезии.

Новое исследование преодолевает эту проблему, используя генетические данные 56 человек из Папуа-Новой Гвинеи, которые недавно были проанализированы для другой статьи, являющейся частью Индонезийского проекта по изучению разнообразия геномов.

Исследователи, в основном из Австралии и Новой Гвинеи, сравнили эти геномы с геномами денисовцев из Денисовой пещеры в Сибири, а также с неандертальцами.

Они обнаружили, что папуасы унаследовали от денисовцев необычно высокие частоты 82 000 генетических вариантов, известных как однонуклеотидные полиморфизмы, которые возникают из-за различий в одном основании или букве в генетическом коде.

Затем команда искала эти варианты в базе данных, которая связывает гены с различными функциями в разных тканях человека. Они сосредоточились на вариантах генов, связанных с иммунитетом, которые могли способствовать или усиливать производство белков соседним геном, например, или отключать или ослаблять его функцию. Эти настройки могут помочь оптимизировать иммунную систему для конкретных патогенов в окружающей среде; слишком сильный иммунный ответ может быть таким же смертельным, как и сама инфекция.

У папуасов ученые обнаружили множество денисовских вариантов, расположенных рядом с генами, которые, как известно, влияют на иммунный ответ человека на вирусы и другие патогены, такие как грипп и чикунгунья. Затем они протестировали функцию восьми вариантов денисовского гена, связанную с экспрессией белков, продуцируемых двумя генами, в частности, OAS2 и OAS3, «лимфобластоидные» — клеточные линии В-клеток, типа лейкоцитов, которые делают антитела критическими для иммунный ответ организма. Эти клеточные линии были собраны у папуасов соавтором исследования Кристофером Кинипи, папуасским врачом и директором службы здравоохранения в Университете Папуа-Новой Гвинеи.

Два денисовских генетических варианта, обнаруженных в этих папуасских клеточных линиях, снижали транскрипцию или выработку белков, которые регулируют цитокины, часть защиты иммунной системы от инфекций, уменьшая воспаление. Эта сдержанная воспалительная реакция могла помочь папуасам пережить волну новых инфекций, с которыми они столкнулись бы в этом регионе.

«Одна из сильных сторон исследования заключается в том, что они тестировали денисовские варианты в папуасских клеточных линиях, которые, по сути, представляют собой клеточную среду, в которой они развивались», — говорит функциональный геномист Франческа Лука из Университета Уэйна, которая не участвовала в исследовании.

В совокупности эти эксперименты предполагают, что варианты денисовского гена «могут точно настроить иммунный ответ», чтобы оптимизировать его к окружающей среде, говорит генетик-эволюционист Ирэн Гальего Ромеро из Мельбурнского университета, ведущий автор нового исследования, опубликованного в PLOS Genetics. . «В тропиках, где у людей много инфекционных заболеваний, вы можете немного снизить иммунный ответ и не переборщить».

Эти результаты согласуются с более ранними работами о роли неандертальских вариантов в живых европейцах. Исследования ДНК как неандертальцев, так и денисовцев в разных популяциях показывают, как спаривание с архаичными людьми — давно адаптированными к их регионам — обеспечило прибывающим современным людям быстрый способ получить полезные гены, говорит вычислительный биолог Джанет Келсо из Института Макса Планка. Эволюционная антропология.

Исследование показывает, что такой обмен генами был «важным механизмом быстрой адаптации людей». [to new challenges]особенно патогены», — говорит генетик человека Луис Баррейро из Чикагского университета.

Но он хотел бы, чтобы будущая работа проверила, действительно ли варианты денисовского гена дают папуасам лучшие шансы на предотвращение или выживание конкретных болезней.

В целом, это исследование показывает, что «спаривание, имевшее место десятки тысяч лет назад, до сих пор влияет на биологию современных людей», — говорит популяционный генетик Джошуа Эйки из Принстонского университета.