Александр Соколов - Странная обезьяна [Куда делась шерсть и почему люди разного цвета]

В другом исследовании обнаружилось, что у восточных азиатов с высокой частотой (49 % — у японцев и 66 % — у китайцев) встречается неандертальский вариант гена HYAL2. Ген связан с распадом гиалуронана (гиалуроновая кислота участвует в регенерации кожи, в том числе после солнечных ожогов). Интересно, что активность гена возрастает в ответ на облучение ультрафиолетом. Исследователи пришли к выводу, что неандертальские варианты распространялись в Азии под действием сильного естественного отбора {10} . Удалось найти даже корреляцию с географической широтой, правда, слабую и… отрицательную (т. е. чем дальше от экватора, тем «неандертальская» частота ниже).

Еще одна команда исследователей постаралась доказать, что один из вариантов MC1R все-таки достался современным людям от неандертальца. Речь о мутации Val92Met (снип rs2228479, замена G на A) — одном из самых частых вариантов, связанных у европейцев с рыжими волосами и бледной кожей. Встречается он и в Европе, и в Азии, причем в Юго-Восточной Азии очень часто — у 32 % жителей (в Европе — 5,5 %), а особенно распространен на Тайване, где его частота достигает 71 %.

Вы скажете: но ведь у неандертальцев не нашли такого варианта MC1R ! Как же он может быть неандертальским? Исследователи рассуждали так: мутация передается не сама по себе, а вместе с куском генома. Если на каком-то участке ДНК современных людей мы видим много расположенных достаточно близко друг к другу неандертальских мутаций, значит, по-видимому, весь кусок — неандертальского происхождения!

Ученые взяли участок 16-й хромосомы, содержащий ген MC1R , и с помощью базы данных проекта «1000 геномов» стали искать в нем специфические неандертальские мутации [85](их в статье называют «неандертальские информативные маркеры», НИМ). Таких НИМов в районе MC1R нашлось 59. Их комбинации, по мысли исследователей, маркировали участок ДНК, доставшийся данному человеку от неандертальца. Так вот, оказалось, что все найденные таким способом предположительно неандертальские варианты гена MC1R содержали эту самую замену Val92Met .

Чтобы проверить свой вывод, исследователи дополнительно генотипировали более 750 индивидов из 31 популяции мира. У всех проверяли снип rs2228479 и четыре ближайшие к нему позиции в ДНК, где могут быть неандертальские варианты. Участок решили считать «не-неандертальским», если во всех четырех позициях находились варианты, отличные от архаических. Однако оказалось, что все индивиды — обладатели замены Val92Met имели еще хотя бы два неандертальских варианта в проверяемых позициях. Значит, у всех, у кого найдена замена Val92Met , она находится на «неандертальском» участке ДНК! {11}

Спрашивается, почему же у самого неандертальца не нашли этого варианта MC1R ? Авторы предлагают два возможных объяснения. Во-первых, неандертальцы разные. Свои гены сапиенсам передала, разумеется, не конкретно алтайская неандерталка, а какой-то ненайденный индивид, и у него вполне мог быть вариант MC1R с Val92Met . Во-вторых, мутация в MC1R могла случиться у сапиенсов уже после того, как они получили соответствующий неандертальский вариант гена. Однако исследователи пришли к выводу, что такая версия исключена, ведь, судя по всему, неандертальский вариант был передан сапиенсам неоднократно! Откуда это известно? Ученые сравнили между собой варианты гена MC1R неандертальского происхождения, обнаруженные у разных людей, и вычислили, что последний общий предок этих последовательностей жил 147 000 лет назад. Это гораздо древнее выхода сапиенсов из Африки [86]. Такое могло получиться только в случае, если мы сравниваем варианты, полученные как минимум от двух разных неандертальцев. Вероятность, что одна и та же мутация произошла после этого дважды у разных сапиенсов, крайне мала. Остается первая версия: источник мутации — какие-то ненайденные неандертальцы с Val92Met .

Авторы пошли дальше и покопались в файле с записями всех прочтений генома алтайского неандертальца. Напомню, что при расшифровке генома каждая буква ДНК прочитывается неоднократно, и чем больше раз, тем надежнее результат. В файле хранится 41 версия снипа rs2228479 алтайского неандертальца, и среди этих прочтений обнаружилась одна (!) замена Val92Met . При окончательной сборке генома этот вариант отбросили как вероятную ошибку. А вдруг неандерталка была гетерозиготна, но по каким-то причинам нарушился баланс: один аллель прочитался 40 раз, а второй, искомый, — только единожды?

Чтобы чуть испортить стройную картину, надо сказать, что в исследовании нашелся-таки один японец с «не-неандертальским» MC1R , содержащим замену Val92Met . Авторы пытаются придумать этому объяснение: повторная мутация? Хитрая перетасовка участков ДНК, из-за чего потерялись все неандертальские снипы рядом с rs2228479? Загадка. Будем ждать, когда найдут неандертальца с Val92Met . До той поры все вышеописанное будет оставаться остроумной и красивой гипотезой.

Позже генетики нашли ряд предположительно неандертальских участков ДНК, включавших другие гены пигментации современных людей, в том числе даже OCA2 (напомню, что c мутациями в этом гене связывают посветление кожи в Азии и голубоглазость европейцев) {12} .

Все же в перечисленных исследованиях ученым порой приходилось спекулировать: о влиянии того или иного генетического варианта, допустим, на цвет кожи судили по тому, что он находится рядом с каким-нибудь известным геном. Хотелось бы практических подтверждений, но не так велико число людей, для которых известен и генотип, и фенотип (т. е. и ДНК, и биологические характеристики их организма). А как без этого оценить работу генов?

Исследователи обратились к крупной медицинской базе данных, содержащей медкарты и генотипы 28 000 человек. Удалось показать, что ряд неандертальских аллелей положительно либо отрицательно влияет на риск некоторых заболеваний кожи, связан с проблемами свертываемости крови и даже с развитием депрессии.

Генетики из Института физической антропологии им. Макса Планка взялись за еще более обширную базу данных — Биобанк Великобритании. В этом электронном каталоге собрана информация о геномах, а также о «базовых фенотипах», т. е. определенных характеристиках более 500 000 человек — их внешности, рационе, поведении и болезнях. Специалисты постарались оценить связь неандертальских аллелей с фенотипами 112 000 человек из Биобанка. Сопоставив геномы из этой выборки с эталонным геномом алтайского неандертальца, исследователи выявили снипы неандертальского происхождения и с помощью статистических методов стали искать связи между ними и различными биологическими характеристиками. Таких существенных связей нашли 15 штук — в том числе аллели, связанные с большей длиной тела, уменьшением количества жира в ногах; аллели, влияющие на частоту сердцебиения. Замечательно, что более половины найденных связей касаются человеческой кожи и волос. Теперь, сопоставляя генотип и фенотип, ученые могли выяснить влияние генов напрямую.