Цивилизация
Митохондриальная ДНК неандертальца, наиболее близкого родственника современного человека, полностью расшифрована. По довольно короткой последовательности в 16 с небольшим тысяч нуклеотидов, кодирующей всего 13 белков, мало что можно сказать определенно. Однако ученые смогли подтвердить свои предыдущие гипотезы, а также определить направления дальнейшего поиска в ядерной ДНК неандертальца, когда таковая будет расшифрована.
Само по себе это событие не вызывает большого ажиотажа, мы уже писали о том, как ученые несколько раз проводили секвенирование отдельных участков митохондриальной ДНК неандертальца. В то же время, хотя исследователям за годы генетического анализа неандертальцев удалось сделать несколько довольно важных выводов, но история развития и, что даже более интересно, исчезновения неандертальцев до сих пор загадочна.
Прояснить её, хочется надеяться, когда-нибудь сможет изучение полноценной ядерной неандертальской ДНК, а пока остается довольствоваться новыми догадками, предположениями и теориями. Их Ричард Грин и Сванте Паабо из Института эволюционной антропологии имени Макса Планка в немецком Лейпциге вместе с коллегами изложили в статье, вышедшей в журнале Cell.
С помощью сопоставления гипервариабельных участков мтДНК неандертальцев и современных людей ученые ранее выяснили, что разделение наших видов произошло примерно 660 тысяч лет назад. Это же значение подтвердил и анализ полных мтДНК людей, неандертальца и шимпанзе – нашего ближайшего ныне живущего родственника, от которого наши общие с неандертальцами предки отделились 6–8 миллионов лет назад.
Впрочем, если в будущем представления о скорости возникновения изменений в мтДНК изменятся, или изменится датировка расхождения линий шимпанзе и современных людей, то изменится и значение в 660 тысяч лет. В настоящее время точность этой датировки оценивается примерно в 140 тысяч лет.
Учёные также сравнили скорость изменения синонимических и несинонимических полиморфизмов в неандертальской мтДНК и мтДНК других приматов – шимпанзе, бонобо (карликового шимпанзе), горилл, орангутангов, павианов и современных людей.
Результаты показали, что либо неандертальцы развивались очень быстро, либо их сообщества представляли собой очень маленькие группы, между которыми практически не происходил обмен генетическим материалом.
Второй вариант ученым кажется предпочтительным, так как археологические свидетельства говорят в пользу того, что неандертальцы вели образ жизни охотников и собирателей, не позволявший выживать большими сообществами.
Один из самых интересных результатов касается вариаций в гене СОХ2, который кодирует один из блоков комплексного фермента цитохром С оксидазы. Этот комплекс вовлечен в производство энергии для клетки и отвечает за восстановление кислорода до воды с помощью собственных электронов цитохрома C и протонов, находящихся в митохондриальной матрице.
Согласно полученным данным, ген СОХ2 отличается от современного человеческого сразу в четырёх позициях.
Возможно, именно этих отличий оказалось достаточно для того, чтобы сильно изменить активность белкового катализатора и повлиять на весь дальнейший ход человеческой эволюции.
Впрочем, пока учёные не сравнивали на деле активность человеческого и неандертальского ферментов, так что Грин не отрицает и возможной случайности, и бесполезности этих мутаций. В то же время, по признанию самого профессора, поиск подобных отличий неандертальского генома от человеческого поможет в будущем определить молекулярный ход эволюции, её путь, который, в конечном счете, определил уникальность человека по сравнению со всеми остальными приматами.
Теперь Грин и его коллеги нацелились на расшифровку ядерной, в 20 тысяч раз более длинной ДНК неандертальца.
Расшифровка митохондриальной ДНК является своеобразной пробой технологий и методов расшифровки древних, едва сохранившихся наследственных цепочек. Как сообщил Грин в одном из интервью, первоначальный грубый эскиз неандертальского генома должен быть готов уже к концу текущего года. Впрочем, прежде этого результата учёные ждали и к концу года предыдущего.