«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
В Нью-Йорке может рухнуть 300-метровый небоскреб, причем не один
Власти твердят, что все безопасно, но статистика неумолима: более сотни жалоб, полторы сотни нарушений, больше сотни штрафов...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
170 миллионов черных дыр прячутся на кладбищах Млечного Пути
Ученые доказали, что в свое время эти космические объекты в буквальном смысле сбежали с места своего рождения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...