Элементы — новости науки: Наши предки заимствовали у неандертальцев и денисовцев важные гены для защиты от вирусов

Элементы — новости науки: Наши предки заимствовали у неандертальцев и денисовцев важные гены для защиты от вирусов.

Успехи палеогенетики позволили обнаружить в генофонде внеафриканского человечества заметную примесь неандертальских и денисовских генов. До сих пор, однако, не было известно, какие полезные признаки приобрели наши предки в результате гибридизации с архаичными человеческими популяциями. Новое исследование показало, что сапиенсы заимствовали у неандертальцев и денисовцев несколько широко распространенных за пределами Африки вариантов (аллелей) трех генов Главного комплекса гистосовместимости —HLA-AHLA-B и HLA-C, — от которых зависит устойчивость к вирусным инфекциям.

Гены и белки Главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) класса I играют у позвоночных ключевую роль в борьбе с вирусными инфекциями, а также с переродившимися (например, раковыми) клетками собственного организма. У человека этих генов три, называются они HLA-AHLA-B иHLA-C и располагаются все вместе (единым кластером) на шестой хромосоме.

Белки ГКГ необходимы для того, чтобы специализированные клетки иммунной системы — T-лимфоциты и NK-лимфоциты — могли своевременно распознать присутствие в клетках организма чужеродных белков (например, вирусных). Все белки, имеющиеся в клетке, рано или поздно отправляются на переработку: специальные молекулярные «мясорубки» — протеасомы — режут их на короткие фрагменты (см.: Белки попадают в протеасому через «преддверие» уже развернутыми, «Элементы», 05.11.2010). Некоторые из этих фрагментов — пептиды длиной по 8–10 аминокислот — присоединяются к белкам ГКГ и вместе с ними транспортируются на поверхность клетки. Сидящие на поверхности клеток комплексы из белков ГКГ и прикрепленных к ним пептидов представляют собой что-то вроде «паспорта» клетки. Лимфоциты «ощупывают» их своими рецепторами, и если будет замечен чужеродный пептид, клетка может быть атакована и уничтожена.

Упрощенная схема участка шестой хромосомы, содержащего гены ГКГ класса I. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science

Упрощенная схема участка шестой хромосомы, содержащего гены ГКГ класса I. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science

Каждый белок ГКГ может прикрепить к себе не любой пептид, а только принадлежащий к определенному классу (с определенными аминокислотами, занимающими несколько «ключевых» позиций). Поэтому от набора генов ГКГ в геноме зависит, от каких вирусов организм будет хорошо защищен, а от каких — не очень. Поскольку вирусов много и они быстро эволюционируют, гены ГКГ находятся под действием так называемого балансирующего отбора, поддерживающего высокий уровень генетического полиморфизма. Действительно, гены ГКГ класса I чрезвычайно полиморфны: каждый из них присутствует в генофонде в виде сотен вариантов (аллелей). Хотя у одного человека в геноме может быть, конечно, только по два аллеля каждого из трех генов.

Полиморфизм генов ГКГ дополнительно поддерживается половым отбором, потому что многие позвоночные выбирают партнеров на основе индивидуального запаха, который во многом определяется набором пептидов ГКГ, причем предпочтение часто отдается запаху, несхожему со своим собственным (см.: Видообразование — личное дело каждого, «Элементы», 15.02.2006). Такой алгоритм выбора партнера дает преимущество редким аллелям ГКГ, и в том же направлении действует отбор, осуществляемый эпидемиями вирусных заболеваний.

Ранее было показано, что в генофонде современного внеафриканского человечества имеется примесь генов архаичных евразийских человеческих популяций — неандертальцев и денисовцев (см.: Геном неандертальцев прочтен: неандертальцы оставили след в генах современных людей, «Элементы», 10.05.2010; Прочтен ядерный геном человека из Денисовой пещеры, «Элементы», 23.12.2010). Логично предположить, что среди заимствованных генов были и какие-то аллели ГКГ. Вышедшие из Африки сапиенсы наверняка были хуже приспособлены к местным инфекциям, чем коренные обитатели Евразии, поэтому такое заимствование могло оказаться для них весьма полезным.

Большая международная группа генетиков решила проверить это предположение. О результатах проверки рассказано в статье, опубликованной в последнем выпуске журнала Science. Авторы сопоставили набор аллелей генов HLA-AHLA-B и HLA-С у трех неандертальцев из пещеры Виндия в Хорватии (у всех троих, кстати, набор аллелей ГКГ класса I оказался одинаковым, что свидетельствует об очень близком родстве) и у человека из Денисовой пещеры с разнообразием аллелей этих генов в современном человечестве. В ходе анализа использовалось несколько взаимодополняющих подходов и статистических методов. В частности, учитывались данные по так называемому «неравновесию по сцеплению» (linkage disequilibrium, LD) — этим неудобоваримым термином генетики обозначают повышенную, по сравнению с ожидаемой при случайном распределении, частоту совместной встречаемости двух генетических вариантов (например, определенного аллеля HLA-B с определенным аллелем HLA-C).

Advertisements

Элементы — новости науки: Наши предки заимствовали у неандертальцев и денисовцев важные гены для защиты от вирусов: Один комментарий

  1. Спасибо Вадим. У больных шизофренией из генетических изолятов мы обнаружили microdeletions (CNV) именно внутри этих генов, которые тесно сцеплены с данным заболеванием. Причем эти результаты-генетическое сцепление и молекулярные аберрации внутри этих генов в хр 6, воспроизводятся в этнические дифференцированных изолятах у больных шизофренией…Интересна может быть связь наших исследований с представленным вами  материалом.

    Булаева К.Б.

    Пятница, 8 марта 2013, 19:13 UTC от «Заметки о генетике» : >verenich posted: «Элементы — новости науки: Наши предки заимствовали у неандертальцев и денисовцев важные гены для защиты от вирусов. Успехи палеогенетики позволили обнаружить в генофонде внеафриканского человечества заметную примесь неандертальских и денисовских гено» >

Добавить комментарий

Please log in using one of these methods to post your comment:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s