Skriveni gen MUC19 pomogao u osvajanju Novog sveta: Šokantna adaptacija na promenjene uslove života

Praistorijski ljudi su, pre više hiljada godina, započeli opasno putovanje u kome su prešli stotine kilometara preko leda u Beringovom moreuzu kako bi stigli u nepoznati svet – Amerike.

U novoj studiji, koju su vodili stručnjaci Univerziteta Kolorada u Bolderu, sugeriše se da su ovi nomadi sa sobom nosili nešto iznenađujuće – deo DNK nasleđen od nama bliske, ali sada izumrle vrste hominina, što im je verovatno pomoglo da se prilagode uslovima u novom domu, piše ScienceDaily.

Rezultati ovih istraživanja o najvećoj migraciji u istoriji čovečanstva objavljeni su u žurnalu Science.

- Što se tiče evolucije, ovo je neverovatan skok. To pokazuje da je jednostavno neverovatno kako se populacija adaptirala - rekao je Fernando Vilanea, jedan od dva glavna autora studije i docent na Odeljenju za antropologiju na Univerzitetu Kolorada u Bolderu.

Drevni srodnici

Istraživanje je ponovo razmatralo vrstu drevnih ljudi poznatu po imenu denisovci. Ovi drevni srodnici ljudi živeli su na prostorima od današnje Rusije do Okeanije na jugu i zapadno do Tibetanske visoravni. Denisovci su verovatno izumrli pre više desetina hiljada godina. Međutim, njihovo postojanje je slabo shvaćeno: naučnici su identifikovali prvog poznatog denisovca pre samo 15 godina iz DNK u fragmentu kosti pronađene u pećini u Sibiru. Poput neandertalaca, denisovci su možda imali istaknute obrve i nisu imali istaknutu bradu.

- Znamo više o njihovim genomima i kako se njihova telesna hemija ponaša nego o tome kako su izgledali - rekao je Vilanea.

Sve veći broj istraživanja pokazao je da su se denisovci ukrštali i sa neandertalcima i sa ljudima, duboko oblikujući biologiju ljudi koji danas žive.

Da bi istražili te veze, Vilanea i njegove kolege, uključujući koautora Davida Pida sa Univerziteta Braun, ispitivali su genome ljudi širom sveta. Posebno, tim se usredsredio na gen nazvan MUC19, koji igra važnu ulogu u imunosistemu.

Grupa je otkrila da ljudi sa indijanskim poreklom verovatnije od drugih populacija da nose varijantu ovog gena koja je došla od denisovaca. Drugim rečima, ovo drevno genetsko nasleđe je možda pomoglo ljudima da prežive u potpuno novim ekosistemima Severne i Južne Amerike.

Vilanea je dodao da je funkcija MUC19 u ljudskom telu otprilike isto toliko misteriozna kao i sami denisovci. To je jedan od 22 gena kod sisara koji proizvode mucine. Ovi proteini stvaraju sluz, koja, između ostalih funkcija, može zaštititi tkiva od patogena.

- Čini se da MUC19 ima mnogo funkcionalnih posledica po zdravlje, ali tek počinjemo da razumemo ove gene - rekao je on.

Prethodna istraživanja su pokazala da su denisovci nosili svoju varijantu gena MUC19, sa jedinstvenim nizom mutacija, koje su preneli na neke ljude. Takvo mešanje je bilo uobičajeno u praistoriji: većina ljudi koji danas žive nose nešto neandertalske DNK, dok denisovanska DNK čini čak 5% genoma ljudi iz Papue Nove Gvineje.

U ovoj studiji Vilanea i njegove kolege su želeli da saznaju više o tome kako ove genetske vremenske kapsule oblikuju našu evoluciju. Grupa je pregledala već objavljene podatke o genomima modernih ljudi iz Meksika, Perua, Portorika i Kolumbije gde je indijansko poreklo i DNK uobičajeno. Otkrili su da jedna od tri moderne osobe meksičkog porekla nosi kopiju denisovske varijante MUC19, a posebno u delovima svog genoma koji potiču iz indijanskog nasleđa. Kod ljudi centralnoevropskog porekla samo 1% njih nosi ovu varijantu.

Najveće iznenađenje

Istraživači su otkrili nešto što ih je još više iznenadilo – denisovske varijante gena okružuje DNK neandertalaca.

- Ova DNK je kao Oreo, s denisovskim filom i neandertalskim keksom - rekao je Vilanea.

Vilanea i njegove kolege veruju da su se, pre prelaska Beringovog moreuza, denisovci ukrštali sa neandertalcima, prenoseći denisovski MUC19 na svoje potomstvo. Zatim, u igri genetskog telefona, neandertalci su se mešali sa ljudima, deleći s njima i nešto denisovske DNK. To je prvi put da su naučnici identifikovali prenošenje DNK sa denisovaca na neandertalce, a zatim na ljude.

Kasnije su ljudi migrirali u Amerike, gde je prirodna selekcija favorizovala širenje ovog pozajmljenog MUC19.

Zašto je denisovanska varijanta postala tako uobičajena u Severnoj i Južnoj Americi, ali ne i u drugim delovima sveta, još nije jasno. Vilanea je primetio da su prvi ljudi koji su živeli u Americi verovatno naišli na uslove koji se razlikuju od bilo čega drugog u ljudskoj istoriji, uključujući nove vrste hrane i bolesti. Denisovska DNK je možda imala dodatne alate za suočavanje sa izazovima poput ovih.

- Odjednom, ljudi su morali da pronađu nove načine lova, nove načine uzgoja, i razvili su zaista kul tehnologiju kao odgovor na te izazove. Ali, tokom 20.000 godina, njihova tela su se takođe prilagođavala na biološkom nivou – rekao je on.

Da bi izgradio tu sliku, antropolog planira da proučava kako različite varijante gena MUC19 utiču na zdravlje ljudi koji danas žive. Za sada, Vilanea naglašava da je ovo otkriće svedočanstvo snage ljudske evolucije.

- Ono što su indijanske populacije uradile je zaista neverovatno. Oni su prešli put od zajedničkog pretka koji je živeo oko Beringovog moreuza do biološkog i kulturnog prilagođavanja ovom novom kontinentu koji ima svaki tip bioma na svetu – rekao je on.

(Telegraf Nauka/ScienceDaily)