Новое исследование сообщает о роли вирусов в эволюции человека, в частности о вирусной связи между современными людьми и неандертальцами, – пишет sciencedaily.com.

Обычно эволюция человека изображалась в виде прямой линии, иллюстрирующей постепенный переход от обезьяноподобного предка к современному Homo sapiens. Но новые работы показывают, что этот путь был совсем не таким упорядоченным. Родословная человека полна поворотов и ответвлений, которые помогли сформировать то, чем мы являемся сегодня.

«Нетрудно представить, что, когда современные люди встречались с неандертальцами, они заражали друг друга патогенами, существующими в их средах обитания, – говорит первый автор Дэвид Энард, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии в Университете Аризоны. – Скрещиваясь друг с другом, они проходили генетическую адаптацию, позволяющую справиться с некоторыми из этих патогенов».

Современная научная мысль придерживается того мнения, что современные люди начали выезжать из Африки в Евразию около 70 000 лет назад. Когда они прибыли, они встретились с неандертальцами, которые вместе со своими предками адаптировались к этой географической области в течение сотен тысяч лет. Евразийская среда формировала эволюцию неандертальцев, в том числе развитие адаптации к вирусам и другим патогенам, которые присутствовали в Евразии, но не в Африке.

Исследование дает новые подробности о роли адаптивной интрогрессии или гибридизации между видами в эволюции человека.

«Некоторые из неандертальцев имели адаптивные мутации, которые давали им преимущества против этих патогенов, и они могли передать некоторые из этих мутаций современным людям, – объясняет Энар. – Этот процесс называется положительным естественным отбором и помогает некоторым людям, которые несут эти полезные мутации».

Ученые использовали инструменты биоинформатики для изучения глобальных закономерностей эволюции на протяжении десятков тысяч лет. Ранние исследования были посвящены тому, как вирусы влияют на эволюцию людей. В 2016 году они сообщили, что около трети белковых адаптаций, с тех пор как люди отделились от других человекообразных безьян, были вызваны ответом на инфекционные вирусы. Новая работа, основанная на этих выводах, показала, какая доля этих адаптация могла получена от неандертальцев.

В настоящем исследовании ученые анализировали тысячи генов в геноме человека, которые взаимодействуют с болезнетворными микроорганизмами – это более 4000 из 25 000 генов.

«Мы сосредоточились на этих генах, потому что именно гены, взаимодействующие с вирусами, намного чаще участвуют в адаптации к инфекционным заболеваниям, чем те гены, которые не пересекаются с вирусами», – говорит Энард.

Затем они рассмотрели, были ли увеличены участки неандертальской ДНК в этих 4000 генов. Более ранние исследования других групп показали, что ДНК неандертальца присутствует у людей. Основываясь на анализе, Энард и ученый Дмитрий Петров нашли убедительные доказательства того, что адаптивные гены, которые обеспечивали устойчивость к вирусам, были разделены между неандертальцами и современными людьми.

«Многие неандертальские последовательности ДНК были потеряны у современных людей, но некоторые сегменты остались и, кажется, быстро увеличились, что наводит на мысль об их избирательных преимуществах в то время, – говорит Петров. – Наши исследования направлены на то, чтобы понять, почему это произошло. Мы считаем, что устойчивость к специфическим РНК-вирусам, обеспечиваемая этими неандертальскими ДНК, вероятно, объясняет причину их селективных преимуществ».

«Одна из вещей, которой интересуются генетики, – почему мы сохранили эти участки неандертальской ДНК в геномах, – добавляет Энард. – Наше исследование предполагает, что одна из функций этих генов заключалась в том, чтобы предоставить нам некоторую защиту от новых патогенов с переходом в новую среду обитания».

Одним из важных преимуществ такого типа исследований является то, что он помогает исследователям выявить новые сведения о древних вспышках болезней. Это может потенциально способствовать улучшению методов мониторинга и лечению будущих эпидемий.

«РНК очень хрупкая и быстро деградирует, поэтому трудно узнать много о древних заболеваниях, вызванных вирусами на основе РНК, – говорит Энард. – Вы можете думать об этих генетических адаптациях как о следах давно вымерших динозавров, сохранившихся в ископаемой грязи. Но даже без доступа к самим вирусам ученые, изучающие доисторические эпидемии, могут выяснять их возбудителей».