Neandertalci su možda izumrli prije 30 000 godina, ali još uvijek žive u nama. Otkad su znanstvenici otkrili da DNK neandertalaca sadrži otprilike 2 posto genoma suvremenih ljudi europske i azijske baštine, oni su nagađali o tome kako točno ti dugotrajni geni utječu na nas danas. Sada smo otkrili da iako većina ljudi po izgledu teško nalikuje neandertalcima, njihov DNK i dalje utječe na funkcioniranje naših gena.
Povezani sadržaj
- Znanstvenici prodiru u zubnu ploču neandertalca kako bi shvatili kako žive i jedu
- Neandertalci su izumrli prije 30 000 godina, ali njihov je DNK još uvijek u ljudskom genomu
Ljudi i neandertalci počeli su se cijepati na evolucijskom stablu prije otprilike 700 000 godina, ali nastavili su se križati do prije najmanje 50 000 godina. Unatoč genetskoj nespojivosti koja je možda otežala razmnožavanje, dovoljno je hibridnih ljudskih neandertalaca rođeno da ugradi djeliće svoje DNK u čitav ljudski genom. Dosadašnja istraživanja otkrila su da su sekvence i geni neandertalca koji se nalaze u modernih ljudi povezani s depresijom, metabolizmom masti i nizom drugih osobina i stanja.
Međutim, samo zato što možemo vidjeti gen ne znači da znamo kako on funkcionira. Geni se mogu izražavati različitom snagom, a ponekad uopće ne. Sve se svodi na to kako tu DNK koristi RNA u našim stanicama, što slijedi upute DNK za stvaranje proteina. Stanice mogu "regulirati" razne gene odabirom upotrebe, ignorirati ih ili modificirati kako bi napravili RNA. Nažalost, za razliku od relativno trajne DNA, RNA je nestabilna i stoga se rijetko nalazi u fosilima, što otežava analizu kako stanice izumrlih organizama zapravo koriste svoju DNK.
U jučerašnjoj studiji objavljenoj u časopisu Cell, istraživač genetike Sveučilišta u Washingtonu Rajiv McCoy i koautori zaobišli su nedostatak drevnih neandertalskih podataka, umjesto da pogledaju svoje žive potomke: današnje hibridne ljude. "[Namjeravali smo koristiti] gensku ekspresiju suvremenih ljudi kako bismo dobili predodžbu o tome kako protok gena iz neandertalaca utječe na ekspresiju ljudskog gena", kaže McCoy.
Koristeći skup podataka o genima više od 400 umrlih ljudi, istraživači su potražili slučajeve heterozigotnih gena: gena koji su rezultat osobe koja je naslijedila ljudski gen od jednog roditelja i neandertalskog gena od drugog. Podatkovni skup uključuje uzorke tkiva iz 52 različita dijela tijela, kaže McCoys, omogućujući istraživačima da uspoređuju kako su humani i neandertalski geni izraženi na tim različitim područjima, uspoređujući koliko je svakog gena prepisano u RNA.
Analizirajući ove pojedince s ljudskim i neandertalskim alelima ili varijacijama gena, McCoy i njegov tim otkrili su razlike u ekspresiji ljudskog i neandertalskog gena u 25 posto područja koja su testirali. Te su razlike imale potencijalne učinke u osobinama u rasponu od visine do vjerojatnosti inficiranja lupusa. "Doista obuhvaća cijeli spektar ljudskih gena", kaže McCoy.
Istraživači su također mogli usporediti koliko su se snažno ili slabo izrazili ljudski i neandertalski geni u različitim dijelovima tijela.
Zanimljivo je da, kaže McCoy, otkrili su da su geni neandertalca u mozgu i testisima ispitanih ljudi izraženi slabije nego geni na drugim područjima. Razlog za to je vjerojatno nejednaka evolucija: Kako su ljudi nastavili evoluirati daleko od neandertalaca, kaže McCoy, vjerojatno su se ti dijelovi tijela razvili brže od ostalih. Dakle, oni su se razišli dalje od neandertalskih gena i manje ih je vjerojatno da će se tamo eksprimirati.
Za genetičara sa Sveučilišta Vanderbilt Tonyja Capra, koji nije bio uključen u ovo istraživanje, smanjena ekspresija gena u testisima može biti znak kako su mutacije neandertalaca mogle smanjiti plodnost ranih hiperida neandertalaca. "Nadalje ilustrira da neandertalska DNK koja ostaje kod modernih ljudi može utjecati na različite osobine", kaže Capra, koja je radila skenirajući elektroničku medicinsku dokumentaciju kako bi pretražila učinke neandertalske DNK na naše zdravlje.
"Ovo je vrlo opsežna studija utjecaja neandertalske introgresije na ekspresiju gena kod modernih ljudi", dodaje Fernando Racimo, istraživač njujorškog Genom centra koji također nije bio uključen u studiju. Racimo kaže da bi želio istražiti druge slučajeve ljudske hibridizacije, posebno drevne Denovisance i australske aboridžine, čiji geni žive na stanovnicima australijskih melaneseskih otoka.
McCoy kaže da se proučavanje genetske ostavštine melanesezijskih ljudi nalazi na njegovoj listi želja, ali da će morati pričekati dok se ne uzmu uzorci RNA. "Dijelim s podacima drugih ljudi", šali se on.
Tehnika korištena u ovom istraživanju mogla bi se primijeniti i na ljudskoj vrsti, dodaje McCoy. Upoređivanje izraza alela na različitim dijelovima tijela i među različitim ljudima moglo bi pomoći znanstvenicima da utvrde više detalja gena ekspresije, rekao je. Ali čak i samo ispitivanjem uloge neandertalske DNK u našim genima, još uvijek možemo bolje razumjeti kako naši različiti geni djeluju zajedno da bi nas stvorili.
