Геном денисовского человека отсеквенирован с высокой точностью
Александр Марков

Геном денисовского человека, прочтенный вчерне в 2010 году, удалось отсеквенировать «набело» (с 30 кратным покрытием) благодаря новым методам работы с древней ДНК. Анализ денисовского генома подтвердил, что сапиенсы после своего выхода из Африки скрещивались с архаичным евразийским населением – неандертальцами и денисовцами. Исследование также показало, что денисовцы были малочисленной популяцией с крайне низким уровнем генетического разнообразия. Важнейшим результатом является составление подробного каталога генетических изменений, закрепившихся у сапиенсов после их отделения от общих с денисовцами предков. Некоторые из этих изменений затронули гены, влияющие на работу нейронов и развитие мозга. Это значит, что между психикой сапиенсов и денисовцев могли быть генетически обусловленные различия.

1. От «чер­но­ви­ка» к «чис­то­ви­ку»

В 2010 го­ду бы­ли от­сек­ве­ни­ро­ва­ны ядер­ные ге­но­мы предс­та­ви­те­лей двух вы­мер­ших че­ло­ве­чес­ких по­пу­ля­ций – не­ан­дер­таль­цев и де­ни­сов­цев (см. Ге­ном не­ан­дер­таль­цев проч­тен: не­ан­дер­таль­цы ос­та­ви­ли след в ге­нах сов­ре­мен­ных лю­дей, «Эле­мен­ты», 10.05.2010; Проч­тен ядер­ный ге­ном че­ло­ве­ка из Де­ни­со­вой пе­ще­ры, «Эле­мен­ты», 23.12.2010). Оба проч­тен­ных ге­но­ма, не­ан­дер­тальс­кий и де­ни­со­вс­кий, бы­ли «чер­но­вы­ми». Это зна­чит, что для боль­ши­н­ства участ­ков ге­но­ма нук­ле­о­тид­ную пос­ле­до­ва­тель­ность уда­лось вос­ста­но­вить на ос­но­ва­нии лишь очень не­боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва от­сек­ве­ни­ро­ван­ных фраг­мен­тов древ­ней ДНК. Для де­ни­со­вс­ко­го ге­но­ма, ос­но­ван­но­го на ДНК из най­ден­ной в Де­ни­со­вой пе­ще­ре фа­лан­ги ми­зин­ца де­воч­ки, уда­лось по­лу­чить «пок­ры­тие» (coverage), рав­ное 1,9, то есть каж­дый учас­ток ге­но­ма был проч­тен в сред­нем 1,9 раз. Опуб­ли­ко­ван­ный не­ан­дер­тальс­кий ге­ном име­ет сред­нее пок­ры­тие око­ло 1,3 и сос­тав­лен из фраг­мен­тов ДНК трех ин­ди­ви­ду­умов. Это­го дос­та­точ­но, что­бы оха­рак­те­ри­зо­вать ге­ном в са­мых об­щих чер­тах, но слиш­ком ма­ло для ре­ше­ния мно­гих ин­те­рес­ных за­дач. В част­нос­ти, по та­ко­му «чер­но­во­му» ге­но­му не­воз­мож­но по­нять, нас­коль­ко от­ли­ча­лись друг от дру­га ге­ны, по­лу­чен­ные де­ни­со­вс­кой де­воч­кой от от­ца и ма­те­ри, а без этих дан­ных ни­че­го нель­зя ска­зать о ге­не­ти­чес­ком раз­но­об­ра­зии де­ни­сов­цев и их по­пу­ля­ци­он­ной ис­то­рии.

Австралийская и новогвинейская девочки
Мы не знаем, как выглядела доисторическая девочка из Денисовой пещеры. Фаланга мизинца — это всё, что от нее осталось. Но генетические данные показали, что она, скорее всего, была темноволосой, темнокожей и кареглазой. А еще мы знаем, что в геномах коренных жителей Австралии (слева) и Новой Гвинеи (справа) сохранилось до 6% «денисовских» примесей. Изображения с сайтов farm4.static.flickr.com и assets.survivalinternational.org.

30 ав­гус­та на сай­те жур­на­ла Science по­я­ви­лась дол­гож­дан­ная статья, в ко­то­рой кол­лек­тив па­ле­о­ге­не­ти­ков, возг­лав­ля­е­мый Сван­те Пя­а­бо из инс­ти­ту­та Эво­лю­ци­он­ной ант­ро­по­ло­гии им. Мак­са План­ка в Лейп­ци­ге, со­об­щил, что им уда­лось ра­ди­каль­но по­вы­сить ка­че­ст­во проч­те­ния де­ни­со­вс­ко­го ге­но­ма. Те­перь он от­сек­ве­ни­ро­ван со сред­ним пок­ры­ти­ем 31 (99,4% нук­ле­о­ти­дов проч­те­но не ме­нее 10 раз, 92,9% – не ме­нее 20) и не ус­ту­па­ет по ка­че­ст­ву от­сек­ве­ни­ро­ван­ным ге­но­мам ны­не жи­ву­щих лю­дей. Прав­да, это от­но­сит­ся лишь к на­и­бо­лее «ос­мыс­лен­ной» час­ти ге­но­ма (раз­ме­ром в 1,86 мил­ли­ар­дов пар нук­ле­о­ти­дов из при­мер­но трех мил­ли­ар­дов), в ко­то­рой пре­об­ла­да­ют уни­каль­ные пос­ле­до­ва­тель­нос­ти (а не пов­то­ры). Де­ло в том, что ДНК сох­ра­ня­ет­ся в ис­ко­па­е­мых кос­тях в ос­нов­ном в ви­де ко­ро­тень­ких об­рыв­ков дли­ной в нес­коль­ко де­сят­ков нук­ле­о­ти­дов. Ес­ли пос­ле­до­ва­тель­ность нук­ле­о­ти­дов в та­ком об­рыв­ке не уни­каль­на, то ее нель­зя «кар­ти­ро­вать», то есть при­вя­зать к ка­ко­му-то конк­рет­но­му мес­ту в ге­но­ме.

 

Тем не ме­нее, со­дер­жа­тель­ная часть де­ни­со­вс­ко­го ге­но­ма, к ко­то­рой при­над­ле­жат прак­ти­чес­ки все бе­лок-ко­ди­ру­ю­щие ге­ны и важ­ней­шие ре­гу­ля­тор­ные участ­ки, те­перь ре­ко­н­стру­и­ро­ва­на с по­ра­зи­тель­ной точ­ностью. Это­го уда­лось до­бить­ся бла­го­да­ря но­вой ме­то­ди­ке ра­бо­ты с древ­ней ДНК, ко­то­рую изоб­рел пер­вый ав­тор статьи Мат­ти­ас Майер (Matthias Meyer). По его сло­вам, «ник­то не ожи­дал, что удаст­ся по­лу­чить та­кой вы­со­ко­ка­че­ст­вен­ный ге­ном древ­не­го че­ло­ве­ка. Все бы­ли шо­ки­ро­ва­ны ре­зуль­та­том, вклю­чая ме­ня».

2. Но­вый спо­соб сек­ве­ни­ро­ва­ния древ­ней ДНК

Ис­ко­па­е­мые кос­ти обыч­но силь­но заг­ряз­не­ны сов­ре­мен­ной ДНК, в ос­нов­ном бак­те­ри­аль­ной, так что до­ля под­лин­ной древ­ней ДНК сос­тав­ля­ет все­го нес­коль­ко про­цен­тов. В фа­лан­ге из Де­ни­со­вой пе­ще­ры со­дер­жа­ние древ­ней ДНК иск­лю­чи­тель­но вы­со­кое (70%), од­на­ко в рас­по­ря­же­нии ис­сле­до­ва­те­лей был лишь кро­шеч­ный фраг­мент этой кос­точ­ки, по­э­то­му бы­ло очень важ­но ни­че­го не по­те­рять.

До сих пор па­ле­о­ге­не­ти­ки поль­зо­ва­лись тех­но­ло­ги­я­ми сек­ве­ни­ро­ва­ния, раз­ра­бо­тан­ны­ми для сов­ре­мен­ных ор­га­низ­мов. Эти ме­то­ды ори­ен­ти­ро­ва­ны на ра­бо­ту с мо­ле­ку­ла­ми ДНК в их «стан­да­рт­ной» кон­фи­гу­ра­ции, то есть в фор­ме двой­ной спи­ра­ли. Од­на­ко мно­гие фраг­мен­ты древ­ней ДНК, вы­де­лен­ные из ис­ко­па­е­мых кос­тей, час­тич­но или пол­ностью рас­па­да­ют­ся на оди­ноч­ные ни­ти, или од­на из ни­тей двой­ной спи­ра­ли ока­зы­ва­ет­ся пов­реж­де­на. До сих пор в хо­де па­ле­о­ге­не­ти­чес­ких ис­сле­до­ва­ний та­кие фраг­мен­ты те­ря­лись. Раз­ра­бо­тан­ная Мейе­ром ме­то­ди­ка поз­во­ля­ет их пой­мать и от­сек­ве­ни­ро­вать на­ря­ду с обыч­ны­ми, двух­ни­те­вы­ми фраг­мен­та­ми. Для это­го к 3’-кон­цам од­но­це­по­чеч­ных фраг­мен­тов древ­ней ДНК при­со­е­ди­ня­ют би­о­ти­ни­ли­ро­ван­ные (то есть свя­зан­ные с би­о­ти­ном, см. biotinylation) оли­го­нук­ле­о­ти­ды – «адап­те­ры». Адап­тер за­тем ис­поль­зу­ет­ся в ка­че­ст­ве прай­ме­ра (зат­рав­ки) для син­те­за не­дос­та­ю­щей комп­ле­мен­тар­ной це­пи ДНК на мат­ри­це ис­ход­но­го од­но­це­по­чеч­но­го фраг­мен­та, ко­то­рый в ито­ге ста­но­вит­ся двух­це­по­чеч­ным, пос­ле че­го его мож­но сек­ве­ни­ро­вать стан­да­рт­ны­ми ме­то­да­ми (под­роб­ное опи­са­ние ме­то­ди­ки при­ве­де­но в до­пол­ни­тель­ных ма­те­ри­а­лах к об­суж­да­е­мой статье). Но­вая ме­то­ди­ка поз­во­ли­ла на по­ря­док уве­ли­чить ко­ли­че­ст­во древ­ней ДНК, дос­туп­ной для сек­ве­ни­ро­ва­ния, что и обес­пе­чи­ло ус­пех предп­ри­я­тия.

3. Но­вые да­ти­ров­ки

Для срав­не­ния ав­то­ры от­сек­ве­ни­ро­ва­ли (с пок­ры­ти­ем от 24 до 33) ге­но­мы 11 сов­ре­мен­ных лю­дей: пя­те­рых аф­ри­кан­цев, двух ев­ро­пей­цев, трех ази­а­тов и юж­но­а­ме­ри­ка­нс­ко­го ин­дей­ца. Срав­не­ние всех этих ге­но­мов меж­ду со­бой и с ге­но­мом де­ни­со­вс­кой де­воч­ки по­ка­за­ло, что пред­ки са­пи­ен­сов и де­ни­сов­цев от­де­ли­лись друг от дру­га в про­ме­жут­ке от 170 до 700 ты­сяч лет на­зад. Столь низ­кая точ­ность свя­за­на с тем, что не­дав­ние ис­сле­до­ва­ния зас­та­ви­ли усом­нить­ся в име­ю­щих­ся оцен­ках ско­рос­ти му­ти­ро­ва­ния у лю­дей, а не зная ско­рость му­ти­ро­ва­ния, нель­зя от­ка­либ­ро­вать «мо­ле­ку­ляр­ные ча­сы», ис­поль­зу­е­мые для вы­чис­ле­ния вре­ме­ни рас­хож­де­ния по­пу­ля­ций.

Ав­то­ры об­на­ру­жи­ли, что де­ни­со­вс­кий ге­ном чуть боль­ше по­хож на ге­ном шим­пан­зе, чем ге­но­мы сов­ре­мен­ных лю­дей (меж­ду ге­но­ма­ми де­ни­сов­ца и шим­пан­зе на 1,16% мень­ше раз­ли­чий). Ско­рее все­го, это объ­яс­ня­ет­ся тем, что у сов­ре­мен­ных лю­дей бы­ло боль­ше вре­ме­ни на на­коп­ле­ние от­ли­чий от шим­пан­зе, чем у де­ни­со­вс­кой де­воч­ки, жив­шей нес­коль­ко де­сят­ков ты­ся­че­ле­тий на­зад. Ес­ли это так и ес­ли ско­рость на­коп­ле­ния из­ме­не­ний в ДНК бы­ла при­мер­но пос­то­ян­ной (до­пу­ще­ние, ле­жа­щее в ос­но­ве прин­ци­па «мо­ле­ку­ляр­ных ча­сов»), то дан­ную ве­ли­чи­ну (1,16%) мож­но ис­поль­зо­вать для да­ти­ро­ва­ния де­ни­со­вс­кой фа­лан­ги. Ес­ли пред­ки лю­дей и шим­пан­зе раз­де­ли­лись 6,5 млн лет на­зад и от это­го мо­мен­та до смер­ти де­ни­со­вс­кой де­воч­ки прош­ло на 1,16% мень­ше вре­ме­ни, чем до сов­ре­мен­нос­ти, то по­лу­ча­ет­ся, что воз­раст на­ход­ки – при­мер­но 75 ты­сяч лет. Это, по­жа­луй, пер­вая серь­ез­ная по­пыт­ка ис­поль­зо­вать па­ле­о­ге­не­ти­чес­кие дан­ные для да­ти­ров­ки ис­ко­па­е­мых ос­тат­ков, и мы по­ка ни­че­го не мо­жем ска­зать о на­деж­нос­ти та­ко­го ме­то­да. Ма­те­ри­а­лы из Де­ни­со­вой пе­ще­ры по­ка не уда­ет­ся да­ти­ро­вать с дос­та­точ­ной точ­ностью стан­да­рт­ны­ми спо­со­ба­ми. До сих пор воз­раст слоя, в ко­то­ром бы­ла най­де­на фа­лан­га, приб­ли­зи­тель­но оце­ни­вал­ся в 30–50 ты­сяч лет (см. Че­ло­век из Де­ни­со­вой пе­ще­ры ока­зал­ся не са­пи­ен­сом и не не­ан­дер­таль­цем, «Эле­мен­ты», 27.03.2010). Ес­ли даль­ней­шие ис­сле­до­ва­ния подт­вер­дят, что воз­раст кос­точ­ки бли­же к 75 000 лет, чем к 50 000, это ста­нет серь­ез­ным ар­гу­мен­том в поль­зу пра­во­моч­нос­ти но­во­го «па­ле­о­ге­не­ти­чес­ко­го» ме­то­да да­ти­ро­ва­ния.

4. Но­вые дан­ные о гиб­ри­ди­за­ции са­пи­ен­сов с ар­ха­ич­ны­ми ев­ра­зийс­ки­ми по­пу­ля­ци­я­ми

Ана­лиз подт­вер­дил, что не­ко­то­рые по­пу­ля­ции древ­них са­пи­ен­сов, а имен­но пред­ки сов­ре­мен­ных па­пу­а­сов и австра­лий­цев, скре­щи­ва­лись с де­ни­сов­ца­ми и унас­ле­до­ва­ли от них до 6% сво­ей ДНК. В ге­но­мах дру­гих ази­а­тс­ких на­ро­дов за­мет­ных де­ни­со­вс­ких при­ме­сей не об­на­ру­же­но.

Не­ко­то­рые ре­зуль­та­ты ока­за­лись не­о­жи­дан­ны­ми. Так, ав­то­ры об­на­ру­жи­ли, что у жи­те­лей Се­вер­но­го и Юж­но­го Ки­тая, а так­же у юж­но­а­ме­ри­ка­нс­ко­го ин­дей­ца боль­ше об­щих ал­ле­лей с де­ни­сов­ца­ми, чем у ев­ро­пей­цев. При этом боль­шая часть «из­бы­точ­ных» ар­ха­ич­ных ал­ле­лей в ге­но­мах жи­те­лей Вос­точ­ной Азии род­нит их не толь­ко с де­ни­сов­ца­ми, но и с не­ан­дер­таль­ца­ми, пос­коль­ку эти ал­ле­ли оди­на­ко­вы у не­ан­дер­таль­цев и де­ни­сов­цев. Та­ким об­ра­зом, они ука­зы­ва­ют ско­рее на не­ан­дер­тальс­кую, чем на де­ни­со­вс­кую при­месь. Ра­нее бы­ло ус­та­нов­ле­но, что вне­аф­ри­ка­нс­кие са­пи­ен­сы скре­щи­ва­лись с не­ан­дер­таль­ца­ми вско­ре пос­ле сво­е­го вы­хо­да из Аф­ри­ки. Бы­ло это, ско­рее все­го, на Ближ­нем Вос­то­ке. Но­вые дан­ные поз­во­ля­ют пред­по­ло­жить до­пол­ни­тель­ный (вто­рой) эпи­зод гиб­ри­ди­за­ции са­пи­ен­сов с не­ан­дер­таль­ца­ми в Вос­точ­ной Азии, в ко­то­ром участ­во­ва­ли пред­ки сов­ре­мен­ных ки­тай­цев и ин­дей­цев. Для окон­ча­тель­но­го про­яс­не­ния это­го воп­ро­са, по-ви­ди­мо­му, при­дет­ся по­дож­дать, по­ка Пя­а­бо и его кол­ле­ги от­сек­ве­ни­ру­ют не­ан­дер­тальс­кий ге­ном так же ка­че­ст­вен­но, как де­ни­со­вс­кий.

Еще один не­о­жи­дан­ный ре­зуль­тат сос­то­ит в том, что в ге­но­ме па­пу­а­са участ­ки де­ни­со­вс­ко­го про­ис­хож­де­ния на Х-хро­мо­со­ме встре­ча­ют­ся ре­же, чем на ос­таль­ных хро­мо­со­мах (ау­то­со­мах). Этот факт мож­но объ­яс­нить по-раз­но­му. Он мо­жет оз­на­чать, что в гиб­ри­ди­за­ции при­ни­ма­ли учас­тие со сто­ро­ны са­пи­ен­сов в ос­нов­ном жен­щи­ны, а со сто­ро­ны де­ни­сов­цев – муж­чи­ны, или что меж­ду дву­мя по­пу­ля­ци­я­ми в то вре­мя уже су­ще­ст­во­ва­ла час­тич­ная ге­не­ти­чес­кая не­сов­мес­ти­мость, и по­э­то­му ес­те­ст­вен­ный от­бор впос­ле­д­ствии уда­лил из па­пу­а­с­ско­го ге­но­фон­да зна­чи­тель­ную часть де­ни­со­вс­ких фраг­мен­тов Х-хро­мо­со­мы (внут­ри­ге­ном­ные конф­лик­ты силь­нее про­яв­ля­ют­ся и по­то­му «за­мет­нее» для от­бо­ра, ес­ли конф­лик­ту­ю­щие ге­ны си­дят на Х-хро­мо­со­ме).

5. Де­ни­сов­цы бы­ли ма­ло­чис­лен­ны и ге­не­ти­чес­ки од­но­об­раз­ны

Вы­со­кий уро­вень «пок­ры­тия» при сек­ве­ни­ро­ва­нии де­ни­со­вс­ко­го ге­но­ма поз­во­лил ав­то­рам с боль­шой точ­ностью оце­нить сте­пень ге­те­ро­зи­гот­нос­ти де­ни­со­вс­кой де­воч­ки, то есть уро­вень раз­ли­чий меж­ду ге­на­ми, по­лу­чен­ны­ми ею от от­ца и ма­те­ри. Этот уро­вень ока­зал­ся впя­те­ро ни­же, чем у сов­ре­мен­ных аф­ри­кан­цев, вчет­ве­ро ни­же, чем у сов­ре­мен­ных ев­ро­пей­цев и ази­а­тов, и поч­ти втрое ни­же, чем у юж­но­а­ме­ри­ка­нс­ко­го ин­дей­ца (на­род­ность ка­ри­ти­а­на, к ко­то­рой при­над­ле­жит этот ин­де­ец, от­ли­ча­ет­ся край­не низ­ким уров­нем ге­те­ро­зи­гот­нос­ти). Ко­ро­че го­во­ря, ро­ди­те­ли де­ни­со­вс­кой де­воч­ки ге­не­ти­чес­ки очень ма­ло от­ли­ча­лись друг от дру­га.

Те­о­ре­ти­чес­ки, этот ре­зуль­тат мож­но бы­ло бы объ­яс­нить тем, что де­воч­ка ро­ди­лась от близ­ко­ро­д­ствен­но­го бра­ка. Но тог­да в ее ге­но­ме при­су­т­ство­ва­ли бы мно­го­чис­лен­ные длин­ные участ­ки, пол­ностью ли­шен­ные ге­те­ро­зи­гот­ных ло­ку­сов, че­го не наб­лю­да­ет­ся. Сле­до­ва­тель­но, де­ло тут не в близ­ком родстве ро­ди­те­лей де­воч­ки, а в край­не низ­ком уров­не ге­не­ти­чес­ко­го раз­но­об­ра­зия по­пу­ля­ции де­ни­сов­цев.

Не­дав­но бы­ли раз­ра­бо­та­ны ста­тис­ти­чес­кие ме­то­ды, поз­во­ля­ю­щие на ос­но­ве ана­ли­за од­но­го-един­ствен­но­го ге­но­ма оце­нить из­ме­не­ния чис­лен­нос­ти по­пу­ля­ции в прош­лом (Li, Durbin, 2011. Inference of human population history from individual whole-genome sequences // Nature. V. 475. Pp. 493–496). При­ме­нив эти ме­то­ды к ана­ли­зи­ру­е­мым ге­но­мам, ав­то­ры приш­ли к вы­во­ду, что чис­лен­ность пред­ков сов­ре­мен­ных лю­дей и де­ни­сов­цев в глу­бо­кой древ­нос­ти (500 ты­сяч и бо­лее лет на­зад) ме­ня­лась синх­рон­но. Оче­вид­но, это бы­ла од­на и та же, еще не раз­де­лив­ша­я­ся по­пу­ля­ция. Поз­же, при­мер­но 250–125 ты­сяч лет на­зад, чис­лен­ность пред­ков сов­ре­мен­ных на­ро­дов ста­ла быст­ро рас­ти, а пред­ки де­ни­сов­цев, нап­ро­тив, сок­ра­ти­лись в чис­ле и ос­та­ва­лись ма­ло­чис­лен­ны­ми вплоть до эпо­хи, ког­да жи­ла де­ни­со­вс­кая де­воч­ка. При­мер­но 100–50 ты­сяч лет на­зад пред­ки ны­неш­них ев­ро­пей­цев и ази­а­тов прош­ли че­рез «бу­ты­лоч­ное гор­лыш­ко», то есть ис­пы­та­ли рез­кое сни­же­ние чис­лен­нос­ти, со­от­ве­т­ству­ю­щее вы­хо­ду из Аф­ри­ки не­боль­шой груп­пы миг­ран­тов – пред­ков сов­ре­мен­но­го вне­аф­ри­ка­нс­ко­го че­ло­ве­че­ст­ва. Пред­ки сов­ре­мен­ных аф­ри­ка­нс­ких на­ро­дов, ос­тав­ши­е­ся на ро­ди­не, в это вре­мя ис­пы­та­ли ме­нее вы­ра­жен­ное сни­же­ние чис­лен­нос­ти.

Ес­ли де­ни­сов­цы действи­тель­но бы­ли ма­ло­чис­лен­нее древ­них са­пи­ен­сов, это долж­но бы­ло от­ра­зить­ся на эф­фек­тив­нос­ти действо­вав­ше­го на них от­бо­ра. Из­ве­ст­но, что в ма­лень­ких по­пу­ля­ци­ях ес­те­ст­вен­ный от­бор ху­же справ­ля­ет­ся с отб­ра­ков­кой сла­бов­ред­ных му­та­ций. Эф­фек­тив­ность этой отб­ра­ков­ки мож­но оце­нить по со­от­но­ше­нию зна­чи­мых и нез­на­чи­мых (си­но­ни­мич­ных) нук­ле­о­тид­ных за­мен в бе­лок-ко­ди­ру­ю­щих ге­нах. Сла­бый очи­ща­ю­щий от­бор дол­жен при­во­дить к ус­ко­рен­но­му на­коп­ле­нию зна­чи­мых за­мен (по­то­му что боль­ши­н­ство зна­чи­мых му­та­ций, как из­ве­ст­но, вред­ны). Сле­до­ва­тель­но, ес­ли де­ни­сов­цы бы­ли ма­ло­чис­лен­нее са­пи­ен­сов, то у пер­вых до­ля зна­чи­мых за­мен долж­на быть вы­ше, чем у вто­рых. Так и ока­за­лось: у де­ни­сов­цев от­но­ше­ние зна­чи­мых за­мен к нез­на­чи­мым в бе­лок-ко­ди­ру­ю­щих пос­ле­до­ва­тель­нос­тях в 1,5–2,5 ра­за вы­ше, чем у са­пи­ен­сов. Этот ре­зуль­тат – до­пол­ни­тель­ное сви­де­тель­ство в поль­зу низ­кой чис­лен­нос­ти по­пу­ля­ции де­ни­сов­цев.

6. Ка­та­лог раз­ли­чий

В ге­но­ме че­ло­ве­ка из­ве­ст­ны по­ли­мо­рф­ные нук­ле­о­тид­ные по­зи­ции (нук­ле­о­ти­ды, ко­то­рые мо­гут быть раз­ны­ми у раз­ных ин­ди­ви­дов), по ко­то­рым мож­но су­дить о та­ких фе­но­ти­пи­чес­ких приз­на­ках, как цвет ко­жи, во­лос и глаз. Ес­ли со­от­но­ше­ние меж­ду эти­ми ге­не­ти­чес­ки­ми ва­ри­ан­та­ми и внеш­ни­ми приз­на­ка­ми у де­ни­сов­цев бы­ло та­ким же, как у са­пи­ен­сов (что весь­ма ве­ро­ят­но, хо­тя и не из­ве­ст­но на­вер­ня­ка), то де­воч­ка из Де­ни­со­вой пе­ще­ры бы­ла брю­нет­кой с ка­ри­ми гла­за­ми и смуг­лой ко­жей без вес­ну­шек.

Ав­то­рам уда­лось по­ка­зать, что у де­ни­сов­цев, как и у са­пи­ен­сов, бы­ло 23 па­ры хро­мо­сом, а не 24, как у шим­пан­зе и дру­гих че­ло­ве­ко­об­раз­ных обезь­ян. Из­ве­ст­но, что вто­рая хро­мо­со­ма че­ло­ве­ка воз­ник­ла пу­тем сли­я­ния двух пред­ко­вых хро­мо­сом. Сле­ды это­го со­бы­тия сох­ра­ни­лись в струк­ту­ре вто­рой хро­мо­со­мы: в ее сред­ней час­ти име­ют­ся две сомк­ну­тые пов­то­ря­ю­щи­е­ся пос­ле­до­ва­тель­нос­ти, ха­рак­тер­ные для те­ло­мер – кон­це­вых участ­ков хро­мо­сом. Этот уни­каль­ный стык двух те­ло­мер­ных пос­ле­до­ва­тель­нос­тей об­на­ру­жен и в де­ни­со­вс­ком ге­но­ме. Сле­до­ва­тель­но, две пред­ко­вые хро­мо­со­мы сли­лись еще до раз­де­ле­ния ли­ний са­пи­ен­сов и де­ни­сов­цев.

По­жа­луй, са­мым важ­ным ре­зуль­та­том ис­сле­до­ва­ния яв­ля­ет­ся сос­тав­ле­ние пол­но­го ка­та­ло­га ге­не­ти­чес­ких из­ме­не­ний, ко­то­рые про­и­зош­ли у на­ших пред­ков-са­пи­ен­сов пос­ле их от­де­ле­ния от пред­ков де­ни­сов­цев. В ка­та­лог по­па­ли те нук­ле­о­тид­ные по­зи­ции, ко­то­рые у де­ни­сов­цев ос­та­лись в «пред­ко­вом» сос­то­я­нии (как у шим­пан­зе), а у сов­ре­мен­ных са­пи­ен­сов из­ме­ни­лись, при­чем эти из­ме­не­ния ли­бо за­фик­си­ро­ва­лись в че­ло­ве­чес­кой по­пу­ля­ции, ли­бо поч­ти за­фик­си­ро­ва­лись, то есть дос­тиг­ли вы­со­кой час­то­ты (име­ют­ся у боль­ши­н­ства сов­ре­мен­ных лю­дей). Ана­ло­гич­ный спи­сок уни­каль­ных «прод­ви­ну­тых» ал­ле­лей был сос­тав­лен и для де­ни­со­вс­ко­го ге­но­ма, но он не так це­нен, по­то­му что нам по­ка из­вес­тен ге­ном толь­ко од­но­го де­ни­сов­ца и мы не мо­жем от­ли­чить ал­ле­ли, ха­рак­тер­ные для всех де­ни­сов­цев, от ин­ди­ви­ду­аль­ных ге­не­ти­чес­ких осо­бен­нос­тей од­ной конк­рет­ной де­воч­ки.

Ка­та­лог на­ших не­дав­них ге­не­ти­чес­ких «при­об­ре­те­ний», сос­тав­лен­ный ав­то­ра­ми, вклю­ча­ет 111 812 од­но­нук­ле­о­тид­ных за­мен и 9499 вста­вок (ин­сер­ций) или вы­па­де­ний (де­ле­ций). Это то, что от­ли­ча­ет сов­ре­мен­ных лю­дей от об­щих с де­ни­сов­ца­ми пред­ков, жив­ших нес­коль­ко со­тен ты­ся­че­ле­тий на­зад. По­дав­ля­ю­щее боль­ши­н­ство этих му­та­ций зат­ро­ну­ли участ­ки ге­но­ма, не име­ю­щие су­ще­ст­вен­но­го функ­ци­о­наль­но­го зна­че­ния. Лишь 260 из них при­ве­ли к за­ме­не ами­но­кис­ло­ты в бел­ке, еще 72 мог­ли пов­ли­ять на сплай­синг; на­ко­нец, 35 му­та­ций на­хо­дят­ся в из­ве­ст­ных ре­гу­ля­тор­ных участ­ках и мог­ли пов­ли­ять на ре­гу­ля­цию ра­бо­ты ге­нов.

Но да­же и из это­го весь­ма не­боль­шо­го чис­ла по­тен­ци­аль­но важ­ных му­та­ций боль­шая часть, ско­рее все­го, не ока­за­ла за­мет­но­го вли­я­ния на фе­но­тип. По-нас­то­я­ще­му важ­ны­ми мо­гут ока­зать­ся 23 му­та­ции, зат­ро­нув­шие на­и­бо­лее кон­сер­ва­тив­ные участ­ки бе­лок-ко­ди­ру­ю­щих пос­ле­до­ва­тель­нос­тей (то есть та­кие участ­ки, ко­то­рые в хо­де эво­лю­ции при­ма­тов ме­ня­лись очень ред­ко или не ме­ня­лись вов­се). Ин­те­рес­но, что 8 из этих 23 спе­ци­фич­ных для на­ше­го ви­да му­та­ций зак­ре­пи­лись в ге­нах, свя­зан­ных с раз­ви­ти­ем нерв­ной сис­те­мы, пе­ре­да­чей нерв­ных им­пуль­сов и ра­бо­той моз­га. В част­нос­ти, у на­ших пред­ков пос­ле их от­де­ле­ния от пред­ков де­ни­сов­цев из­ме­ни­лись ге­ны ADSL и CNTNAP2, для ко­то­рых по­ка­за­на связь с ау­тиз­мом. Ген CNTNAP2 так­же свя­зан с на­ру­ше­ни­я­ми ре­чи и на­хо­дит­ся под конт­ро­лем зна­ме­ни­то­го ге­на-ре­гу­ля­то­ра FOXP2 (см. «Ген ре­чи» FOXP2 ока­зал­ся ре­гу­ля­то­ром вы­со­ко­го уров­ня», «Эле­мен­ты», 18.11.2009). Это поз­во­ля­ет пред­по­ло­жить, что ка­кие-то на­ши умствен­ные и пси­хи­чес­кие осо­бен­нос­ти еще про­дол­жа­ли эво­лю­ци­о­ни­ро­вать пос­ле раз­де­ле­ния пред­ков са­пи­ен­сов и де­ни­сов­цев и что мы, сле­до­ва­тель­но, чем-то от­ли­ча­ем­ся от де­ни­сов­цев в этом пла­не.

Из­ме­не­ния так­же про­и­зош­ли в нес­коль­ких ге­нах, свя­зан­ных со зре­ни­ем, ко­жей и зу­ба­ми. Де­таль­ный ана­лиз и вы­яв­ле­ние функ­ци­о­наль­ной ро­ли вы­яв­лен­ных ге­не­ти­чес­ких из­ме­не­ний – де­ло бу­ду­ще­го. Это по­мо­жет по­нять, по­че­му са­пи­ен­сы в ито­ге за­се­ли­ли весь мир, а де­ни­сов­цы и не­ан­дер­таль­цы вы­мер­ли, ос­та­вив лишь ма­лень­кий след в ге­но­фон­де сов­ре­мен­но­го че­ло­ве­че­ст­ва.

Источник:elementy.ru