Naukowcy zbadali mieszkańców Papui-Nowej Gwinei. Stare geny mają niezwykłe właściwości

Geny otrzymane w spadku od denisowian mogą zapewniać przewagę w walce z infekcjami oraz w przystosowaniu do życia na znacznych wysokościach – wynika z badań mieszkańców Papui-Nowej Gwinei, którzy w swoim DNA noszą kilka procent genów naszych wymarłych krewnych.

Denisowianie i neandertalczycy są najbliższymi wymarłymi krewnymi obecnie żyjących ludzi. Pierwsze fragmentaryczne szczątki denisowian odkryto w Denisowej Jaskini w górach Ałtaj na Syberii w 2008 roku. Od tamtego czasu ustalono, że jeszcze 40 tys. lat temu denisowianie migrowali między zachodnią a wschodnią Eurazją. Opierając się na starożytnych genomach, naukowcy dowiedli, że denisowianie, neandertalczycy i współcześni ludzie krzyżowali się między sobą. Geny obu archaicznych gatunków są dziś obecne u wielu ludzi.

Badania z 2021 roku wykazały, że mieszkańcy Papui-Nowej Gwinei noszą w swoim DNA około 4-5 proc. genów denisowian. Nowe badania sugerują, że dziedzictwo genetyczne denisowian mogło pomóc im rozwinąć pewne cechy, które pomogły im dostosować się do niezwykle trudnych, odmiennych środowisk.

Opis oraz rezultaty badań ukazały się na łamach pisma "Nature Communications" (DOI: 10.1038/s41467-024-47735-1).

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Papua-Nowa Gwinea charakteryzuje się szeroką gamą środowisk, z których każde stwarza wyjątkowe wyzwania dla przetrwania człowieka. Podczas gdy mieszkańcy wysoko położonych terenów mają ograniczoną dostępność tlenu, ci z nizin są narażeni na działanie specyficznych patogenów, których nie ma na wyżynach, takich jak malaria. Autorzy nowych badań wskazują, że specyficzne przystosowania tych populacji pozostały przeoczone, a niedawne ustalenia rzucają więcej światła na adaptacje genetyczne ludzi z Papui-Nowej Gwinei w odpowiedzi na presję środowiskową.

Nowe odkrycia opierają się na niedawno przeprowadzonych sekwencjonowaniach całego genomu mieszkańców Papui-Nowej Gwinei. Zsekwencjonowano genom 54 mieszkańców wyżyn i 74 mieszkańców nizin. Dane zebrano w ramach projektu Papuan Past, w którym biorą udział badacze z uniwersytetów w Tartu (Estonia), Tuluzie (Francja) i Papui-Nowej Gwinei.

- Postawiliśmy hipotezę, że genomy obu populacji zostały ukształtowane odmiennie, aby złagodzić szkodliwy wpływ ich środowiska – wyjaśnia dr François-Xavier Ricaut z Uniwersytetu w Tuluzie.

- Wyselekcjonowane w naszym badaniu warianty genetyczne wykazują powiązania z fenotypami związanymi z krwią – mówi dr Mathilde André z Uniwersytet w Tartu. Jeden z wariantów genetycznych wyselekcjonowany u górali z Papui-Nowej Gwinei może wpływać na liczbę czerwonych krwinek. Wyższa liczba czerwonych krwinek pomaga przystosować się do środowisk z mniejszą dostępnością tlenu. Zresztą populacje z innych części świata żyjące na dużych wysokościach rozwinęły różne mutacje w celu zwalczania niedotlenienia. Z kolei wariant znaleziony u mieszkańców nizin jest powiązany z odsetkiem białych krwinek, które są podstawowym elementem układu odpornościowego.

- To potwierdza pogląd, że niedotlenienie mogło być główną siłą napędową selekcji, która działała na górali z Papui-Nowej Gwinei. Określone patogeny mogły z kolei ukształtować genom mieszkańców nizin w drodze selekcji – dodaje André.

Oba wskazane warianty wpływają również na częstość akcji serca osób z tymi mutacjami. To podkreśla złożoność mutacji genetycznych – jedna może wpływać na wiele fenotypów.

Współcześni ludzie po raz pierwszy przybyli do Papui-Nowej Gwinei około 50 tys. lat temu. Na miejscu zastali już denisowian. Autorzy nowych badań wskazują, że mutacje znalezione u mieszkańców Papui-Nowej Gwinei pochodzą prawdopodobnie właśnie od nich. Denisowianie wymarli, ale pozostawili swoje dziedzictwo w genomie współczesnych mieszkańców Papui-Nowej Gwinei.

Warianty genów odziedziczone po denisowianach mogą wpływać na funkcję białka zwanego GBP2, które pomaga organizmowi zwalczać patogeny, takie jak pasożyty wywołujące malarię. Zespół badaczy stwierdził, że geny te mogły zatem zostać wybrane w procesie ewolucji, aby pomóc ludziom zwalczać infekcje na niższych wysokościach, gdzie występuje wiele patogenów.

- Wygląda na to, że zmienione białko jest korzystne dla mieszkańców nizin, aby mogli przetrwać w swoim środowisku. Chociaż nie znamy dokładnej przyczyny tej selekcji, mutacja ta może pomóc mieszkańcom nizin pokonać malarię – wyjaśnia dr Mayukh Mondal, współautor publikacji.

To nowe spojrzenie na to, jak lokalna adaptacja w różny sposób ukształtowała genomy i fenotypy górali i mieszkańców nizin Papui-Nowej Gwinei, wskazuje na konieczność badania populacji o różnym pochodzeniu, aby rzucić światło na kluczowe aspekty biologii człowieka.

Twórz treści i zarabiaj na ich publikacji. Dołącz do WP Kreatora