Ген роста неандертальцев превращает современных людей в качков

Фото из открытых источников

В новом исследовании, опубликованном в журнале Current Biology, ученые выявили вариант гена, связанного с гормоном роста человека, который, вероятно, сделал наших близких эволюционных родственников более коренастыми и крепкими, чем современные люди. Более того, некоторые люди сегодня унаследовали этот вариант от давнего смешения двух групп — и у них, как правило, больше мышечной массы, чем у тех, у кого есть стандартная версия гена.

Эта работа предоставляет убедительные доказательства того, что вариант гена «на шаг приближает физиологию человека к неандертальской», — говорит Михаэль Даннеманн, популяционный генетик из Тартуского университета, не участвовавший в исследовании. Тем не менее, он предостерегает от чрезмерной интерпретации результатов: «Это не значит, что мы теперь становимся неандертальцами из-за одного варианта гена».

Неандертальцы и современные люди разошлись от общего предка около 500 000 лет назад. В то время как наша линия продолжала эволюционировать в Африке, неандертальцы шли параллельным путем в Европе и Азии, в конечном итоге вымерев около 40 000 лет назад. Толстые, плотные кости их скелетов, большие места прикрепления мышц, а также широкая грудная клетка и плечи свидетельствуют о том, что они были более мускулистыми и крепкими, чем современные люди. Хотя исследователи более 15 лет изучают древнюю ДНК неандертальцев, гены, ответственные за эту крепкость, до сих пор остаются неуловимыми.

Изучая краткий список генетических различий между современными людьми и неандертальцами, эволюционный антрополог Хуго Зеберг из Каролинского института заметил, что один из этих вариантов регулирует ключевой ген в пути синтеза гормона роста человека. Гипофиз головного мозга выделяет этот гормон в кровоток, где он связывается с рецепторами на мышечных и костных клетках и дает им сигнал к росту. Избыток или недостаток гормона роста может привести к таким расстройствам, как гигантизм и карликовость. Этот конкретный вариант гена делает рецепторы более чувствительными к гормону роста, посылая клеткам более сильный и срочный сигнал к размножению.

Зеберг вспоминает, что это показалось ему хорошим объяснением мускулатуры неандертальцев. «Если вы откроете учебник по физиологии, этот гормон станет канонической первой главой о росте».

Зеберг и его коллеги, включая его бывшего аспиранта Филиппа Каниса, эволюционного антрополога, ныне работающего в Институте эволюционной антропологии им. Макса Планка (EVA), углубились в изучение баз данных древних и современных геномов, чтобы выяснить, насколько распространен этот вариант в различных линиях развития человека. Они обнаружили, что он присутствует в 94% геномов неандертальцев, по сравнению с менее чем 10% геномов современных людей.

Этот вариант наиболее часто встречался у людей восточноазиатского и южноазиатского происхождения (присутствовал в 15% и 20% геномов соответственно) и наименее часто — у людей европейского и коренного американского происхождения (присутствовал в 0,5% и 2% соответственно). По мнению авторов, он, скорее всего, попал в геномы современных людей от неандертальцев около 47 000 лет назад в период смешения этих групп.

Затем коллеги Зеберга и Каниса синтезировали в лаборатории клетки, экспрессирующие один из вариантов гена, и обработали их гормонами роста. Клетки с неандертальской версией гена выросли примерно на 40% больше, чем клетки с более распространенной современной человеческой версией.

Биометрические данные отдельных лиц из баз данных генома показали схожую закономерность: люди, обладавшие неандертальским вариантом генома, весили в среднем примерно на 285 граммов больше, чем их сверстники. «Когда мы более внимательно изучили, откуда берется это увеличение веса, мы увидели, что это увеличение мышечной массы», — говорит Канис.

В целом, авторы приводят «убедительные доказательства» того, что неандертальская версия гена рецептора гормона роста увеличивает мышечную массу у современных людей, говорит Ханна Лонг, генетик из Эдинбургского университета.

Зеберг добавляет, что у людей с этим вариантом гена также есть черты лица, которые — хотя и нелегко заметить — несколько ближе к чертам неандертальцев, чем у среднестатистического человека, например, более короткие корни зубов и более короткая ветвь нижней челюсти — вертикальная часть челюсти, которая отходит от основания уха. Но он также предупреждает, что «этот единственный выявленный нами вариант не объясняет всю морфологию неандертальцев». Другие гены, в сочетании с факторами окружающей среды, также вносят свой вклад в развитие мускулатуры и черт лица.

Подобная осторожность вполне оправдана, говорит Джошуа Экей, эволюционный генетик из Принстонского университета, не участвовавший в исследовании: «Большинство фенотипов генетически сложны, и когда речь идет о надежности, это, вероятно, лишь верхушка айсберга». Тем не менее, он говорит, что впечатлен тем, насколько убедительно исследователи связали ген и функцию у вымершего человека.

Ни один из ведущих авторов исследования не является носителем этого неандертальского варианта гена. Но один из их соавторов, генетик Томислав Маричич из EVA, является носителем, «и он огромный», — говорит Канис, который сам сравнительно худощавого телосложения. «Когда мы выступаем с докладами, мы с Томи стоим рядом, разминаем руки и просим аудиторию угадать, кто из нас является носителем неандертальского варианта».