«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Где-то в глубинах нашей ДНК хранятся фрагменты кода, которые достались нам от существ, исчезнувших с лица Земли более 40 тысяч лет назад. На первый взгляд 2% генокода могут показать незначительной цифрой, но поверьте, они могут дать человеку многое.
Недавнее открытие показало, что один из неандертальских «сувениров» может наделить человека мощной мускулатурой и даже изменить форму нижней челюсти. Этот ген присутствует у миллионов людей, но почему ученые до сих пор не могут разгадать все его секреты?
Ученые Филипп Канис и Хьюго Зеберг изучили гены трех неандертальцев. Исследователи хотели понять, чем генетически отличались древние люди: в частности, как у них формировались кости и мышцы.
В большинстве генов различий не нашлось, но один ген (он отвечает за работу гормона роста) удивил исследователей. У всех трех неандертальцев в нем оказались две необычные мутации, как будто в двух местах поменялись «буквы» генетического кода (в позициях 422 и 561). Причем у современных черных африканцев таких изменений нет: их предки не смешивались с неандертальцами, поэтому и этих мутаций у них не возникло.
А вот у представителей других рас эти мутации встречаются. Причем, чем дальше на восток, тем чаще: в Европе — у 0,5% людей, в Америке — у 2%, в Восточной Азии — у 15%, а в Южной Азии — целых 20%. Дальнейшие расчеты показали, что люди получили этот кусок ДНК от неандертальцев не так давно (по историческим меркам, конечно), примерно 47 тысяч лет назад.

Последние исследования показывают, что мужчины неандертальцев чаще скрещивались с женщинами Homo sapiens
Кстати, у неандертальцев нашли и другую интересную особенность. В одном из генов у них отсутствует целый участок. Но здесь история совсем другая, так как подобный «пробел» отмечен у каждого второго чернокожего африканца. Следовательно, он появился очень давно, еще до того, как линии предков африканцев и остальных людей разошлись.
А вот те две точечные мутации — это именно «подарок» от неандертальцев. Причем за последние 10 тысяч лет частота их почти не менялась. Получается, природа на них особо не «давила»: они не давали сильного преимущества, но и не мешали, поэтому «закладка» спокойно передавалась из поколения в поколение, пока до нее не добрались ученые.
Чтобы объяснить этот генетический феномен, пришлось исследователям влезть в данные пяти крупнейших биобанков мира. Там хранится информация о здоровье более чем миллиона людей. И каждого из них было проверено наличие или отсутствие неандертальского варианта гена.
Результаты получились четкие, хотя на первый взгляд разница казалась крошечной. Люди с этой мутацией были в среднем выше на 0,3 сантиметра и тяжелее примерно на 285 граммов. Но самое важное выяснилось, когда ученые разобрали этот вес по частям. Оказалось, что почти вся «лишняя» масса приходится на мышцы. Например, руки и ноги у таких людей мощнее на 150 граммов, а мышцы туловища — на 121 грамм. При этом жира у них даже чуть меньше, чем у остальных.
Но самое интересное заключалось в том, что неандертальский ген включался по достижении определенного возраста. До 11 лет у детей с этой мутацией не было никакой разницы в росте или весе. Изменения проявлялись только у взрослых, после полового созревания.
Тайна скрывалась в гормоне роста. После пубертата его уровень в крови резко вырастает — примерно втрое. Неандертальский вариант гена не увеличивает количество гормона, а делает организм более чувствительным к его всплескам. Можно сказать, он работает как усилитель: пока гормона мало — ничего не заметно, а когда его становится много, эффект включается.

Гены включаются лишь по достижении определенного возраста. До этого они спят
Но на росте и весе влияние не заканчивалось. Ученые посмотрели и на строение черепа и челюсти. И тут всплыли настоящие «неандертальские черты». Например, у носителей мутации ветвь нижней челюсти (это часть, которая идет вверх к суставу) оказалась короче на 3,6 миллиметра.
Еще у них в 2,8 раза чаще встречалась «глубокая» окклюзия: то есть верхние зубы заметно перекрывают нижние. А еще у таких людей были короче корни зубов, особенно у верхних клыков и резцов.
Кстати, именно короткие корни зубов когда-то помогли ученым понять, что неандертальцы — это отдельный вид. Получается, современная генетика буквально подтвердила то, что раньше находили археологи: некоторые черты неандертальцев до сих пор живут в нашей ДНК.
Ученые не ограничились одними лишь цифрами и решили проверить, как эта мутация работает на деле, буквально в пробирке. Для этого взяли мышиные клетки (их называют Ba/F3), у которых вообще нет своего рецептора гормона роста. В эти клетки встроили два варианта человеческого рецептора: обычный и неандертальский. Потом добавили гормон и стали смотреть, как клетки будут делиться. Результат получился заметный: клетки с неандертальским рецептором росли быстрее, и уже к пятому дню их стало на 39% больше, чем в контрольной группе.

ДНК человека (фрагмент)
Но какой именно компонент отвечал за ускорение? Ученые перебрали все комбинации: оказалось, что магия происходит, когда аминокислота треонин заменяет аминокислоту пролин. Причем замена должна произойти именно в позиции 561. И тогда в клетке на целых 22% повышался уровень белка STAT5, который передавал команду «расти».
Теперь переходим к самой загадочной части исследования. В организме человека есть две формы гормона роста: гипофизарная (из мозга) и плацентарная (из плаценты во время беременности). И отличаются эти формы всего лишь в 13 местах.
Вроде бы мелочь, но когда исследователи заменили мозговой гормон на планцетарный, эффект полностью пропал. Клетки с обычным и неандертальским рецепторами стали делиться одинаково, а уровень белка STAT5 выровнялся.
Это объясняет, почему у новорожденных носителей мутации нет никакой разницы в весе. В утробе матери работает именно плацентарный гормон, а к нему древний рецептор остается равнодушен. Эффект включается только после рождения, когда на сцену выходит гипофизарный гормон. Почему один и тот же рецептор по-разному реагирует на две почти одинаковые молекулы, пока неясно. Зато понятно, что неандертальские гены еще не один раз удивят ученых.
Недавнее открытие показало, что один из неандертальских «сувениров» может наделить человека мощной мускулатурой и даже изменить форму нижней челюсти. Этот ген присутствует у миллионов людей, но почему ученые до сих пор не могут разгадать все его секреты?
47 000-летняя «закладка»
Ученые Филипп Канис и Хьюго Зеберг изучили гены трех неандертальцев. Исследователи хотели понять, чем генетически отличались древние люди: в частности, как у них формировались кости и мышцы.
В большинстве генов различий не нашлось, но один ген (он отвечает за работу гормона роста) удивил исследователей. У всех трех неандертальцев в нем оказались две необычные мутации, как будто в двух местах поменялись «буквы» генетического кода (в позициях 422 и 561). Причем у современных черных африканцев таких изменений нет: их предки не смешивались с неандертальцами, поэтому и этих мутаций у них не возникло.
А вот у представителей других рас эти мутации встречаются. Причем, чем дальше на восток, тем чаще: в Европе — у 0,5% людей, в Америке — у 2%, в Восточной Азии — у 15%, а в Южной Азии — целых 20%. Дальнейшие расчеты показали, что люди получили этот кусок ДНК от неандертальцев не так давно (по историческим меркам, конечно), примерно 47 тысяч лет назад.

Последние исследования показывают, что мужчины неандертальцев чаще скрещивались с женщинами Homo sapiens
Кстати, у неандертальцев нашли и другую интересную особенность. В одном из генов у них отсутствует целый участок. Но здесь история совсем другая, так как подобный «пробел» отмечен у каждого второго чернокожего африканца. Следовательно, он появился очень давно, еще до того, как линии предков африканцев и остальных людей разошлись.
А вот те две точечные мутации — это именно «подарок» от неандертальцев. Причем за последние 10 тысяч лет частота их почти не менялась. Получается, природа на них особо не «давила»: они не давали сильного преимущества, но и не мешали, поэтому «закладка» спокойно передавалась из поколения в поколение, пока до нее не добрались ученые.
Мышцы, челюсти, клыки
Чтобы объяснить этот генетический феномен, пришлось исследователям влезть в данные пяти крупнейших биобанков мира. Там хранится информация о здоровье более чем миллиона людей. И каждого из них было проверено наличие или отсутствие неандертальского варианта гена.
Результаты получились четкие, хотя на первый взгляд разница казалась крошечной. Люди с этой мутацией были в среднем выше на 0,3 сантиметра и тяжелее примерно на 285 граммов. Но самое важное выяснилось, когда ученые разобрали этот вес по частям. Оказалось, что почти вся «лишняя» масса приходится на мышцы. Например, руки и ноги у таких людей мощнее на 150 граммов, а мышцы туловища — на 121 грамм. При этом жира у них даже чуть меньше, чем у остальных.
Но самое интересное заключалось в том, что неандертальский ген включался по достижении определенного возраста. До 11 лет у детей с этой мутацией не было никакой разницы в росте или весе. Изменения проявлялись только у взрослых, после полового созревания.
Тайна скрывалась в гормоне роста. После пубертата его уровень в крови резко вырастает — примерно втрое. Неандертальский вариант гена не увеличивает количество гормона, а делает организм более чувствительным к его всплескам. Можно сказать, он работает как усилитель: пока гормона мало — ничего не заметно, а когда его становится много, эффект включается.

Гены включаются лишь по достижении определенного возраста. До этого они спят
Но на росте и весе влияние не заканчивалось. Ученые посмотрели и на строение черепа и челюсти. И тут всплыли настоящие «неандертальские черты». Например, у носителей мутации ветвь нижней челюсти (это часть, которая идет вверх к суставу) оказалась короче на 3,6 миллиметра.
Еще у них в 2,8 раза чаще встречалась «глубокая» окклюзия: то есть верхние зубы заметно перекрывают нижние. А еще у таких людей были короче корни зубов, особенно у верхних клыков и резцов.
Кстати, именно короткие корни зубов когда-то помогли ученым понять, что неандертальцы — это отдельный вид. Получается, современная генетика буквально подтвердила то, что раньше находили археологи: некоторые черты неандертальцев до сих пор живут в нашей ДНК.
Два гормона
Ученые не ограничились одними лишь цифрами и решили проверить, как эта мутация работает на деле, буквально в пробирке. Для этого взяли мышиные клетки (их называют Ba/F3), у которых вообще нет своего рецептора гормона роста. В эти клетки встроили два варианта человеческого рецептора: обычный и неандертальский. Потом добавили гормон и стали смотреть, как клетки будут делиться. Результат получился заметный: клетки с неандертальским рецептором росли быстрее, и уже к пятому дню их стало на 39% больше, чем в контрольной группе.

ДНК человека (фрагмент)
Но какой именно компонент отвечал за ускорение? Ученые перебрали все комбинации: оказалось, что магия происходит, когда аминокислота треонин заменяет аминокислоту пролин. Причем замена должна произойти именно в позиции 561. И тогда в клетке на целых 22% повышался уровень белка STAT5, который передавал команду «расти».
Теперь переходим к самой загадочной части исследования. В организме человека есть две формы гормона роста: гипофизарная (из мозга) и плацентарная (из плаценты во время беременности). И отличаются эти формы всего лишь в 13 местах.
Вроде бы мелочь, но когда исследователи заменили мозговой гормон на планцетарный, эффект полностью пропал. Клетки с обычным и неандертальским рецепторами стали делиться одинаково, а уровень белка STAT5 выровнялся.
Это объясняет, почему у новорожденных носителей мутации нет никакой разницы в весе. В утробе матери работает именно плацентарный гормон, а к нему древний рецептор остается равнодушен. Эффект включается только после рождения, когда на сцену выходит гипофизарный гормон. Почему один и тот же рецептор по-разному реагирует на две почти одинаковые молекулы, пока неясно. Зато понятно, что неандертальские гены еще не один раз удивят ученых.
- Денис Петровский
- shazoo.ru, futura-sciences.com, magnific.com, Qwen3.8-Max
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
3700-летний вирус, спрятанный в средневековых книгах, только что убил 500 тысяч животных
Сколько еще патогенов дремлет в библиотечных хранилищах Европы и России, точно не скажет ни один ученый...
«Этого не должно происходить»: что ученые нашли в облаках Венеры
Там возможны абсолютно другие, просто невероятные формы жизни. И эксперименты это доказали...
Молилась и убивала: какой диагноз ставят Салтычихе психиатры и психологи?
Ученые говорят: феномен жестокости самой страшной помещицы России разгадан, но......
Супервспышка-1947: тогда Земля избежала триллиона бомб. Но успокоилось ли Солнце?
Астрофизики говорят, что нам очень повезло со звездой. Но шансы на глобальную катастрофу все-таки есть...
Карта 1587 года и Ноев ковчег: почему место совпало с раскопками на Арарате?
Длина «судна», кстати, тоже совпала, и это не может не настораживать...
«Выстрел» прямо в Землю: астрономы обнаружили черную дыру, выбрасывающую струю в сторону нашей планеты
Ученые рассказали, как это поможет разгадать важную космическую тайну...
Жизнь за пределами Земли: что рассказала ученым межзвездная комета 3I/ATLAS?
Объект настолько древний, что его возраст крайне сложно представить. И это не единственная загадка пришельца из глубокого космоса...
Камчатка 1000 лет назад: археологи заглянули в исчезнувший мир из космоса
Предков этих людей изгнало мощное извержение вулкана, но через столетия они вернулись в родные земли...
Нашли тайную комнату в гробнице Тутанхамона: почему там может быть Нефертити?
Если гипотеза подтвердится, это будет крупнейшее археологическое открытие современной эпохи...
Астрономы поймали сигнал из космоса: пришельцы или помеха?
И почему главная проблема в том, что мы мастерски сами себе мешаем за пределами Земли?...
928 разбросанных костей в Гёбекли-Тепе: спустя 30 лет раскопок тайна древнейшего храма наконец-то раскрыта
Однако археологи признаются: от открытия им проще не стало. Напротив, все еще больше запуталось...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
Земля... это космическая марионетка: оказалось, что Солнце и Луна могут трясти планету сутками
Сейсмологи рассказали, что наблюдения за космическими приливами, поможет предсказывать мегаземлетрясения, цунами и даже извержения вулканов...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...