К чему привели последние 5 тысяч лет эволюции человеческого генома?

03.12.201216140

Результаты крупного популяционно-генетического исследования подчеркнули важность редких генетических мутаций в развитии заболеваний человека.

На протяжении последних 5 тыс. лет геном человека претерпевал активные изменения. Экспоненциальный рост человеческой популяции приводит к тому, что в каждом поколении возникают новые генетические мутации . В результате, в настоящее время белок-кодирующие участки человеческого генома несут огромное количество редких генетических вариантов [1, 2].

Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Nature, позволило прояснить детали возникновения многих редких вариантов. Для того чтобы установить место и время возникновения более 1 млн. однонуклеотидных полиморфизмов – участков, где лишь один нуклеотид в последовательности ДНК отличается от такового в последовательности другого человека – в геномах 6,5 тыс. американцев африканского и европейского происхождения, в работе был использован метод глубокого секвенирования. Полученные данные подтвердили предположение, выдвинутое в более ранних исследованиях, о том, что большинство замен, в том числе и потенциально патогенных, возникло за последние 5-10 тыс. лет. Кроме того, исследователи обнаружили генетические маркеры миграционной истории исследуемых групп.

«Масштаб исследования – 4298 североамериканцев европейского происхождения и 2217 афроамериканцев – позволил ученым проникнуть «вглубь» человеческого генома», - говорит один из участников исследования Джош Эки (Josh Akey), специалист по геномике из Университета Вашингтона в Сиэттле (University of Washington, США). По его словам, в настоящее время исследователи «имеют возможность взглянуть на недавнюю историю человека так, как никогда раньше».

Эки и его коллеги смогли обнаружить генетические варианты, возникшие менее чем у 0,1% представителей популяции. Как сообщают исследователи, из 1,15 млн. однонуклеотидных замен, найденных более чем в 15 тыс. белок-кодирующих генах, 73% возникло в последние 5 тыс. лет. В среднем, 164688 вариантов, т.е. около 14% замен, потенциально патогенны, большая часть из них (86%) также возникла за последние 5 тыс. лет.

«При существующем множестве замен некоторые из них должны быть связаны с заболеваниями», - поясняет Эки.

Генетическое «бутылочное горлышко»

Исследователи установили, что большая часть потенциально патогенных замен, которую несут американцы европейского происхождения, является, вероятно, артефактом их изначальной миграции из Африки. У первой небольшой группы людей, покинувших Африку, было обнаружено снижение генетического разнообразия – так называемый эффект «бутылочного горлышка» – возникшее из-за ограниченного выбора партнеров для спаривания. В последовавшем затем быстром росте популяции отбор был слишком медленным для того, чтобы обнаружить и уничтожить потенциально вредные мутации.

Иными словами, полученные результаты позволяют предположить, что в настоящее время люди несут большее число вредоносных мутаций, чем несколько тысяч лет назад. Но, по словам Эки, это не означает, что современные люди более подвержены заболеваниям, а, скорее, наводят на мысль, что большинство заболеваний связано более чем с одним генетическим вариантом, и у разных групп людей в их основе лежат различные генетические пути и механизмы.

«Сделанные открытия разрушают гипотезу о том, что одни и те же заболевания вызываются одинаковыми вариантами», - говорит Сара Тишкофф (Sarah Tishkoff), генетик из Университета Пенсильвании, штат Филадельфия (University of Pennsylvania, США). Таковым было исходное предположение, когда геномные исследования начали проводиться с целью исследования связи генома с заболеваниями, однако вскоре ученые осознали его ошибочность (see Nature 456, 18–21; 2008). В результате исследователи пришли к мысли о необходимости поиска редких генетических вариантов.

Поскольку методы секвенирования генома человека становятся дешевле и доступнее, в ближайшие годы исследователи, вероятно, найдут ответы на другие вопросы, касающиеся эволюции генома человека. По словам Эки, например, можно проследить паттерны предков в нескольких поколениях.

Современные люди несут в среднем больше патогенных мутаций, чем 5 тыс. лет назад
(фото: CHRIS DASCHER / GETTY IMAGES)

По материалам NatureNews

Оригинальная статья: Nature doi:10.1038/nature.2012.11912

Литература:
1. Tennessen, J. A. et al. Science 337, 64–69 (2012).
2. Keinan, A. & Clark, A. G. Science 336, 740–743 (2012).
3. Fu, W. et al. Nature Advance online publication, http://dx.doi.org/10.1038/nature11690 (2012).


Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей