Ученые выяснили, зачем предки людей скрещивались с неандертальцами

Контакты с неандертальцами помогли нашим предкам приобрести защиту от гриппа, гепатита и других «евразийских» вирусов, не существовавших в Африке. Это ускорило «колонизацию» планеты и помогло кроманьонцам стать доминирующим видом на Земле, пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Cell.

«Многие следы неандертальской ДНК уже исчезли из человеческого генома, тогда как другие никуда не пропали и даже стали очень распространенными среди наших предков, что указывает на их очевидную пользу для них. Мы пытались понять, в чем заключались их плюсы. Оказалось, что они сделали человечество более стойким к действию определенных РНК-вирусов», — завил Дмитрий Петров из Стэнфордского университета (США).
Несмотря на внешнее сходство, современные люди и неандертальцы развивались совершенно разными путями. Предки современных людей и неандертальцев, как сегодня считали ученые, разделились примерно 650 тысяч лет назад. Первые остались жить на территории Африки и постепенно колонизировали ее, а вторые — мигрировали на север и заселили Европу и Азию.

Долгое время считалось, что людей и неандертальцев ничего не объединяет, однако в 2009 году ученые восстановили геном первых «аборигенов» Европы и обнаружили, что ДНК большинства современных людей, помимо жителей Африки, содержит в себе около 2-3% неандертальских генов. Этот факт заставил ученых гадать, как могли протекать контакты между предками людей и неандертальцами и почему следы их ДНК сохранились в нашем геноме.

Многие ученые, как отмечает Петров, сегодня считают, что неандертальская ДНК улучшила работу иммунитета наших предков, однако как именно это произошло, генетики не знали до настоящего момента. Петров и его коллега Дэвид Энард (David Enard) из университета Аризоны в Тусоне (США) попытались раскрыть эту загадку, изучив структуру неандертальских сегментов человеческого генома.

В этом анализе ученые опирались на очень простое соображение. Если тот или иной ген или более длинный участок ДНК был очень полезен для его владельца, то тогда он должен был быстро распространиться по популяции и сохраняться среди всех ее представителей примерно в одном и том же виде.

Позже, благодаря «перемешиванию» хромосом при формировании яйцеклеток и сперматозоидов, а также удаления бесполезных или вредных генов, эти сегменты генома должны были быть разбиты на более мелкие и разнообразные фрагменты, сочетающие человеческую и неандертальскую ДНК. Если же сегмент бесполезен или вреден, то он или полностью исчезнет из генофонда, или же сохранится в менее раздробленном и разнообразном виде.

Соответственно, сравнивая и объединяя геномы разных людей, можно получить «исходную» цепочку ДНК, унаследованную от неандертальцев, и понять по числу ее фрагментов, насколько она была нужна нашим предкам.

Руководствуясь этой идеей, ученые проанализировали структуру примерно 4500 генов, связанных с работой иммунитета. Как оказалось, наибольшее число сегментов неандертальской ДНК, а также самое высокое разнообразие в их структуре было характерно для 100-120 участков генома, связанных с защитой от РНК-вирусов.

Изучив их структуру, биологи пришли к выводу, что неандертальцы «подарили» нам повышенную стойкость к действию вируса гриппа, лихорадки Денге, гепатита С, других флавивирусов, а также ВИЧ. Эти участки ДНК, как предполагают генетики, помогли нашим предкам быстро приспособиться к жизни на новых территориях и избежать массовых эпидемий.