Genetski poklon od neandertalaca

Ovi geni posledica su davno ponavljanog ukrštanja između neandertalaca i modernih ljudi. Ali zašto su ovi geni i dalje tu, 40 hiljada godina nakon što su neandertalci izumrli?

Kako se ispostavilo, neki od njih možda štite ljude od bolesti. U nedavno objavljenoj studiji, naučnici su saopštili novi dokaz da su se moderni ljudi susreli sa novim virusima – uključujući neke povezane sa gripom, herpesom i HIV-om – nakon što su se proširili van Afrike, pre približno 70 hiljada godina.

Neke od tih bolesti moderni ljudi su možda pokupili direktno od neandertalaca. Nezaštićeni od patogena sa kojima se do tada nisu suočili, moderni ljudi bili su naročito ranjivi.

„Bili smo zapravo u stanju ne samo da kažemo: ‘da, moderni ljudi i neandertalci su razmenjivali viruse’, već i da počnemo da govorimo nešto o tome koji tipovi virusa su bili umešani“, kaže David Enard, evolucioni biolog sa Univerziteta Arizona i koautor ovog rada, koji je objavljen u naučnom časopisu Cell.

Međutim, ako su nas neandertalci učinili bolesnima, takođe su nam pomogli i da ostanemo zdravi. Neki od gena koje smo putem ukrštanja nasledili od njih, takođe su štitili naše pretke od ovih bolesti, baš kao što su štitili i neandertalce.
Naše imune ćelije koriste čitav arsenal oružja za uništavanje virusa, kao što su antitela i signali koji uzrokuju da zaražene ćelije počine samoubistvo. Ali dr Enard započeo je svoje istraživanje pitajući se da li je evolucija oprmila ljude nekim drugim načinima da izbegnu bolesti i zaraze.

Virusi ne mogu da se repliciraju sami od sebe. Oni koriste proteine unutar naših ćelija da bi obavili ovaj težak zadatak, kopirajući virusne gene i izgrađujući nove omotače u koje bi ih postavili. Međutim, ukoliko bi ovi proteini promenili oblik, virusima bi postalo teže da ih koriste za umnožavanje.

„Umesto strategije koja bi podrazumevala da napadneš virus, ti bi zapravo bežao od njega“, navodi dr Enard.

Da bi saznao da li je ovo zaista odbrana koju koristi telo, dr Enard je morao da pronađe listu svih ljudskih proteina za koje je poznato da intereaguju sa barem jednim virusom. Ali takva lista nije postojala. Tako da je on morao da „prekopa“ naučnu literaturu, tragajući za svakim primerom pomenutih proteina.

Nakon što je napravio katalog od 1300 proteina, za šta mu je bilo potrebno četiri meseca, proučio je njihovu evolutivnu istoriju. Poredeći ove proteine kod različitih vrsta, otkrio je da su se mnogi promenili tokom evolutivnog razvoja.
Za nekoliko miliona godina od kada su se naši preci odvojili od drugih primata, jedna trećina adaptivnih promena u našim proteinima pojavila se među onim proteinima koji interaguju sa virusima. A ovo izuzetno otkriće navelo je dr Enarda i dr Dimitrija Petrova, evolucionog biologa sa Stanforda, da se zapitaju o neandertalcima.
Zajednički predak i modernih ljudi i neandertalaca živeo je pre oko 600 hiljada godina, najverovatnije u Africi.

Neandertalci su napustili ovaj kontinent daleko pre modernih ljudi i proširili se na sve strane, od obala Španije sve do Sibira, pre nego što su izumrli.

Iz fosila, naučnici su bili u stanju da rekonstruišu čitave genome neandertalaca. I pronašli su da danas živi ljudi, koji nemaju afričko poreklo, nose između 1 i 2 procenta neandertalske DNK.

Taj ostatak DNK došao je do našeg genetskog sklopa kroz ponavljano ukrštanje. Ali nakon što su neandertalci nestali, njihov DNK u našim genomima postepeno je opadao.

Po svoj prilici, većina neandertalskih gena bila je loša po naše zdravlje ili je smanjivala našu plodnost, pa se stoga izgubila u modernim ljudima. Ali određeni neandertalski geni postali su učestaliji, verovatno jer su obezbeđivali neku vrstu evolutivne prednosti.

Tokom poslednjih godina, istraživači su pronašli da neki od ovih gena kodiraju proteine, koje su napravile imune ćelije. Oni su pretpostavili da su moderni ljudi imali koristi od pozajmljivanja neandertalskih gena da bi se izborili sa bolestima.

Dr Enard i dr Petrov pažljivo su gledali genome živih Azijata i Evropljana i otkrili su ogromnu frakciju pomenutih neandertalskih gena, koji prave proteine da bi interagovali sa virusima.

Virusi koji su zarazili neandertalce mora da su predstavljali veliku pretnju modernim ljudima, nakon što su napustili Afriku. Oni nisu imali imunitet da se izbore sa ovim bolestima. Ali neandertalci jesu, i putem ukrštanja, oni su snabdeli moderne ljude ovim genetskim načinima odbrane.

„To je kao da su doneli nož, ali su takođe doneli i štit“, kaže dr Petrov.

Ovi istraživači takođe su pronašli i tragove od kojih tačno vrsta virusa su nas štitili ovi neandertalski geni.

U živim ljudima, mnogi od ovih proteina (koje su napravili geni) uzajamno deluju samo sa virusom gripa, na primer.

Drugi interaguju samo sa HIV-om.

„Mi ne kažemo da su virusi koji danas napadaju ljudsku populaciju došli od neandertalaca“, kaže dr Enard. Jasno je, na primer, da je HIV sa šimpanzi prešao na ljude pre oko jednog veka.

Umesto toga, pre će biti da su moderni ljudi bili zaraženi drevnim srodnikom današnjeg HIV-a. Dr Enard nije mogao da kaže na koji su način oni bili izloženi novom patogenu – možda direktno kroz seks sa neandertalcima, ili putem jedenja životinja koje su i moderni ljudi i neandertalci lovili.

Ali jasno je da, za milijarde ljudi koji danas žive, neandertalski geni verovatno igraju važnu ulogu u odbrani protiv virusa.

U saradnji sa Centrom za promociju nauke, „Danas“ predstavlja izabrane priče sa naučnopopularnog portala elementarium.cpn.rs