https://frosthead.com

Hvordan antikt neandertaler DNA fortsatt påvirker genene våre i dag

Neandertalere kan ha blitt utryddet for 30 000 år siden, men de lever fortsatt inne i oss. Helt siden forskere oppdaget at neandertal-DNA utgjør omtrent 2 prosent av genomene til moderne mennesker med europeisk og asiatisk arv, har de spekulert i hvordan nøyaktig de langvarige genene påvirker oss i dag. Nå har vi funnet ut at selv om de fleste mennesker knapt ligner neandertalere i utseendet, har deres DNA fortsatt innflytelse på hvordan genene våre fungerer i dag.

Relatert innhold

  • Forskere fordyper Neanderthal tannplakk for å forstå hvordan de levde og spiste
  • Neanderthalere ble utryddet 30 000 år siden, men deres DNA er fremdeles i menneskets genom

Mennesker og neandertalere begynte å splitte på det evolusjonære treet for rundt 700 000 år siden, men fortsatte å avle opp til minst 50 000 år siden. Til tross for en genetisk inkompatibilitet som kan ha gjort reproduksjon vanskelig, ble nok hybrid human-neandertalere født til å legge ned biter av deres DNA gjennom hele menneskets genom. Tidligere forskning har funnet at de neandertaler DNA-sekvensene og genene som finnes i moderne mennesker, er knyttet til depresjon, fettmetabolisme og en rekke andre egenskaper og forhold.

Men bare fordi vi kan se et gen, betyr ikke det at vi vet hvordan det fungerer. Gener kan uttrykkes med forskjellige styrker, og noen ganger ikke i det hele tatt. Det hele kommer ned på hvordan det DNA brukes av RNA i cellene våre, som følger DNAs instruksjoner om å lage proteiner. Celler kan "regulere" forskjellige gener ved å velge å bruke dem, ignorere dem eller endre dem til å lage RNA. Dessverre, i motsetning til relativt permanent DNA, er RNA ustabil og blir derfor sjelden funnet i fossiler, noe som gjør det vanskelig å analysere hvordan cellene fra utdødde organismer faktisk utnyttet sitt DNA.

I en studie publisert i går i tidsskriftet Cell, fant genetikeforsker University of Washington Rajiv McCoy og medforfattere rundt mangelen på gamle neandertalerdata ved å i stedet se på sine levende etterkommere: dagens hybridmenneske. "[Vi tok sikte på å bruke] genuttrykk fra moderne mennesker for å få et inntrykk av hvordan genflyt fra Neanderthals påvirker menneskets genuttrykk, " sier McCoy.

Ved å bruke et datasett med genomene til mer enn 400 avdøde personer, så forskerne etter forekomster av heterozygote gener: gener som er resultatet av en person som arver et humant gen fra en av foreldrene og et neandertalgen fra en annen. Datasettet inkluderte prøver av vev fra 52 forskjellige deler av kroppen, sier McCoys, slik at forskerne kunne sammenligne hvordan menneskelige og neandertaler gener ble uttrykt i disse forskjellige områdene ved å sammenligne hvor mye av hvert gen som ble transkribert til RNA.

Gjennom å analysere disse individene med humane og neandertaleralleler, eller genvariasjoner, fant McCoy og teamet hans forskjeller i humant og neandertaler genuttrykk i 25 prosent av områdene de testet. Disse forskjellene hadde potensielle effekter i trekk som strekker seg fra høyde til sannsynlighet for å få lupus. "Det spenner over hele spekteret av menneskelige gener, " sier McCoy.

Forskerne var også i stand til å sammenligne hvor sterkt eller svakt menneskelige og neandertaler gener ble uttrykt i forskjellige kroppsdeler.

Interessant, sier McCoy, fant de at neandertalgener i hjernen og testiklene til de testede menneskene ble uttrykt svakere enn gener i andre områder. Årsaken til dette er sannsynligvis ulik evolusjon: Ettersom mennesker fortsatte å utvikle seg fra neandertalerne, sier McCoy, er det sannsynlig at disse kroppsdelene har utviklet seg raskere enn andre. Dermed avviket de lenger fra neandertalgenene, og det er mindre sannsynlig at de kommer til uttrykk av celler der.

For Vanderbilt University genetiker Tony Capra, som ikke var involvert i denne studien, kan det reduserte genuttrykket i testiklene være et tegn på hvordan mutasjoner fra neandertalere kan ha redusert fruktbarheten til tidlige human-neandertalerhybrider. "Det illustrerer videre at neandertaler-DNA som er igjen i moderne mennesker, har potensiale til å påvirke forskjellige egenskaper, " sier Capra, som har arbeidet med å skanne elektroniske medisinske poster for å se etter effektene av neandertaler-DNA på helsen vår.

"Dette er en veldig omfattende studie av innvirkningen av neandertaler introgression på genuttrykk hos moderne mennesker, " legger Fernando Racimo til, en forsker ved New York Genome Center som heller ikke var involvert i studien. Racimo sier at han ønsker å se på andre tilfeller av menneskelig hybridisering, spesielt gamle Denovisans og australske aboriginals, hvis gener lever videre i innbyggerne på Australias melanesiske øyer.

McCoy sier at det å studere de genetiske arvene fra melanesiske mennesker er på hans ønskeliste, men det vil måtte vente til RNA-prøver blir samlet. "Jeg tøyser av andres data, " spøker han.

Teknikken som ble brukt i denne studien, kan også brukes innen den menneskelige arten, legger McCoy til. Å sammenligne allelekspresjon i forskjellige områder av kroppen og blant forskjellige mennesker kan hjelpe forskere til å finne flere av vanskelighetene med genuttrykk, sier han. Men selv ved bare å undersøke rollen som neandertal-DNA i genomene våre, kan vi fremdeles bedre forstå hvordan de forskjellige generene våre samarbeider for å gjøre oss.

Hvordan antikt neandertaler DNA fortsatt påvirker genene våre i dag