Сучасні люди схрещувалися з денисовцями в Азії, що дало їм генетичну адаптацію до регуляції цинку, що допомогло людям адаптуватися до холодного клімату, риса, широко поширена серед населення неафриканців сьогодні. Ця адаптація, хоча й сприятлива для адаптації до холоду, може також схиляти людей до різних психологічних розладів.
Дослідження показує, що спостережуваний генетичний варіант, який впливає на регуляцію цинку, може вказувати на еволюційну перевагу в адаптації наших предків до холоду.
Приблизно 60 000 років тому сучасні люди вирушили в міграцію з Африки, міграцію, яку часто називають подією «З Африки». Прибувши до Азії, ці люди зіткнулися з денисовцями. Ця зустріч, ймовірно, призвела до суміші конфлікту та співпраці, а також до різних гібридизацій. Насправді навіть сьогодні сучасні люди зберігають у своєму геномі генетичні варіанти денісівського походження, що свідчить про ті початкові взаємодії.
Зараз команда на чолі з Інститутом еволюційної біології (IBE), об’єднаним центром Іспанської національної дослідницької ради (CSIC), Університетом Помпеу Фабра (UPF) і Департаментом медицини та наук про життя (MELIS) в UPF , дійшов висновку. Виявлено один із найпоширеніших слідів генетичної спадщини вимерлого денисовського виду в сучасних людей. Команда Олени Бош, головного дослідника IBE, та Рубена Вісенте, головного дослідника MELIS-UPF, виявила, що ця генетична адаптація допомогла групам предків Мудрий Щоб адаптуватися до холоду.
Спостережуваний варіант, який бере участь у регуляції цинку та відіграє роль у клітинному метаболізмі, також може бути причиною, яка схиляє сучасних людей до психічних розладів, таких як депресія чи шизофренія.
Генетичні зміни в регуляції цинку могли означати еволюційну перевагу
Те, як адаптація формує поточні генетичні варіації в людських популяціях, становить великий інтерес для еволюційної генетики.
Починаючи з цього питання, команда Олени Бош визначила адаптивний варіант серед сучасних людських груп у регіоні нашого геному, який дуже схожий на геном вимерлої групи предків: денисовців.
Географічний розподіл виявленої заміни в гені SLC30A9 у поточних популяціях людей і можливі сценарії інтродукції Denisovan. Походження SLC30A9 відповідає версії гена до схрещування між Denisovan і Sapiens. Варіант SLC30A9 відноситься до версії, спільної з Denisovan. Авторство: Хорхе Гарсія та Олена Бош. Ліцензія Creative Commons 4.0. Створено в макеті карти.
«Завдяки геномному аналізу ми помітили, що спостережуваний генетичний варіант походить від нашого схрещування з давніми людьми в минулому, можливо, з денисовцями», — каже Анна Рокка-Гумберт, один із авторів дослідження. Команда виключила неандертальську спадщину, оскільки ці популяції не мають цієї мутації.
“Очевидно, ця зміна була корисною і виявилася вибірковою перевагою для людей. У результаті ця зміна в SLC30A9 «Ген був відібраний для нинішньої популяції та охопив його», — додає Хорхе Гарсіа Каллеха, співавтор дослідження.
Лабораторія еволюційної популяційної генетики, очолювана Бушем, хотіла дізнатися, які зміни спричиняє це генетичне різноманіття денисовського походження на клітинному рівні. «Ми виявили, що ця мутація безумовно впливає на транспортування цинку всередині клітини, тому зв’язалися з командою Вісенте», — згадує Олена Бош, головний дослідник IBE та співкерівник дослідження.
Регуляція цинку: ключ до адаптації до холоду
«Олена зв’язалася зі мною, тому що її команда помітила зміни в амінокислоті кислий У переноснику цинку, який сьогодні сильно відрізнявся між населенням Африки та Азії. З цього моменту ми почали ставити собі запитання та шукати відповіді”, – прокоментував Рубен Вісенте. Його команда в групі біофізики імунної системи в лабораторії молекулярної фізіології взялася за технічне завдання вивчення руху цинку в клітинах.
Ілюстрація того, що частина транспортера розташована в мітохондріях, за допомогою STED-мікроскопічного зображення з високою роздільною здатністю з клітинами HEZ293, трансфікованими транспортером цинку ZnT9 (зелений). Фіолетовим кольором є мітохондріальний білок TOM 20, а білим кольором локалізований у мітохондріях. Авторство: Рубен Вісенте.
Цинк, важливий елемент для здоров’я людини, є важливим месенджером, який передає інформацію ззовні всередину клітини та між різними відділами клітини. Дефіцит цинку викликає розлади росту, неврологічні та імунні розлади, хоча «його регуляція все ще погано вивчена через відсутність молекулярних інструментів для моніторингу потоку цинку».
Лабораторія Vicente визначила, що спостережуваний варіант викликає новий баланс цинку в клітині, сприяючи зміні метаболізму. Змінюючи ендоплазматичний ретикулум і мітохондрії в клітинах, ця відмінність призводить до потенційної метаболічної переваги для боротьби з ворожим кліматом. «Спостережуваний фенотип змушує нас думати про можливу адаптацію до холоду», — підкреслює Вісенте.
Генетична спадщина Денисована може вплинути на психічне здоров’я населення Європи та Азії
Транспорт цинку також бере участь у роботі нервової системи Збудження та відіграє важливу роль у психічній рівновазі та здоров’ї людей.
Команда припускає, що варіант цього транспортера цинку, який експресується в усіх тканинах тіла, пов’язаний із більшою сприйнятливістю до деяких психологічних захворювань. До них відносяться нервова анорексія, розлад гіперактивності, Розлад спектру аутизмуБіполярний розлад, депресія, обсесивно-компульсивний розлад і шизофренія.
«У майбутньому розширення цього дослідження на тваринних моделях може пролити світло на цю схильність до психічних захворювань», — зазначає Вісенте.
Генетичний варіант залишив слід у всьому світі, за винятком Африки
Хоча цей варіант був встановлений в Азії в результаті гібридизації між денисовцями і МудрийВін також поширився серед європейського та індіанського населення. Фактично, він присутній у популяціях по всій планеті, хоча він менш поширений у випадку африканських популяцій.
Команда припускає, що генетична адаптація Денісована, ймовірно, мала найбільший географічний ареал, який досі виявляли. “Наприклад, альтернатива в Ібас1 Успадкований ген Денісована дозволяє адаптуватися до життя на великих висотах, але зустрічається лише у тибетців. Однак у нашому випадку вплив поширюється на всі групи населення за межами Африки».
Довідка: «Генетична адаптація людини, пов’язана з клітинним гомеостазом цинку» Ана Рока Гумберт, Хорхе Гарсія Каллеха, Марина Фогель Гонсалес, Алехандро Фієрро Вільєгас, Жерар Ель Раджа, Віктор Еррера Фернандес, Аня Бошняк, Жерар Монтань та Естебан. Гутьєррес, Фелікс Кампільо, Рубен Вісенте та Олена Бош, 25 вересня 2023 р. Генетика PLOS.
doi: 10.1371/journal.pgen.1010950
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
