Женщины внесли основной вклад в формирование людей современного вида

Сокращение объема нижних отделов мозга с возрастом. Иллюстрации Physorg

Вспышка лихорадки, вызываемой вирусом Эбола, в который раз привлекла внимание к вопросу, почему наши предки волна за волной бежали из Африки, колыбели современного человечества, прошли разными путями, в частности через Гибралтар, в Европу, а затем прошли всю Азию, чтобы переселиться в Америку. В ходе миграций древние люди «заимствовали» гены и обменивались ими. В результате современные наследники первых земледельцев из 53 популяций несут в своем геноме чуть ли не половину генома, полученного от «сибирцев», которые, в свою очередь, внесли свой вклад и в геномы индейцев. Результаты этого генетического исследования опубликованы в журналах Nature и PNAS.

Журнал Investigative Genetics привел результаты сравнения ДНК представителей полусотни популяций людей, живущих по всему миру. Авторы исследования сконцентрировались на митохондриальной ДНК, передающейся только по женской линии, и мужской Y-хромосоме, передающейся от отца к сыновьям (всего было обследовано 623 мужчины). Сравнение двух линий ДНК у одних и тех же людей показало, что Y-хромосома менее генетически разнообразна, нежели женская, митохондриальная ДНК.

По мнению авторов из Института эволюционной антропологии в Лейпциге (ФРГ), женщины внесли значительно больший вклад в формирование людей современного вида. В пользу этого свидетельствует то, что в группах первых «колонизаторов» было больше женщин, чем мужчин. Это может быть связано с более крепким иммунитетом у прекрасного пола, поскольку у них две женские Х-хромосомы, в которых локализуются гены иммунной защиты. Данное обстоятельство было очень важно в условиях сонма африканских инфекционных и паразитарных болезней.

Возможны и другие объяснения, но важно другое. По ходу миграций предки современных народов могли и «терять» важные гены, взять хотя бы фрагмент ДНК, кодирующий синтез фермента альдегид-дегидрогеназы (ALDH). Сложное название скрывает белок, который осуществляет довольно простое преобразование этанола (этилового спирта) в ацет-альдегид, который превращается в «безобидную» уксусную кислоту (ацетат). Благодаря ферменту, синтезируемому в гепатоцитах – клетках печени,  люди справляются с похмельем.

Но фермент этот также крайне необходим для подавления химической агрессии со стороны радикалов кислорода, которые вместе с альдегидами буквально рвут цепи ДНК. Включение генетических программ борьбы с этим ДНК-стрессом ведет к запрограммированной смерти клеток (апоптозу). При этом апоптоз связан с повышенной гибелью клеток при ишемии – нехватке кислорода – нервной и мышечной тканей в мозге и сердце при инсультах и инфарктах. Исследователи Стэнфордского университета сообщили в приложении Science, что у людей с определенным вариантом гена ALDH (полиморфизмом) повышен риск развития ишемического поражения сердца.

Вирус Эбола (красный).

Известно, что в Азии у людей фермента мало или нет (их индейские родственники в Америке из-за нехватки фермента быстро спиваются). Зная об этом, люди могут удерживаться от употребления алкоголя. Гораздо хуже дело обстоит с опухолями.

Есть такое заболевание – анемия Фанкони (АФ), приводящее к гибели клеток костного мозга. При АФ также часты раки груди и яичников. Большой коллектив ученых из университетов Нагои и Токио, Северной Каролины и Киото провел геномный анализ у 64 японцев с анемией Фанкони. У всех была выявлена недостаточность гена ALDH. При «выключении» его у мышей анемия приобретала более тяжелую форму. Защищая ДНК от генотоксического действия альдегидов, образующихся в ходе обмена веществ (клеточного метаболизма), фермент участвует также в передаче сигналов от белковых рецепторов клеточной поверхности в ядро.

Геномные изменения происходят и у здоровых людей по ходу жизни, что сказывается на состоянии мозга. Журнал PLoS One представил работу сотрудников университета графства Сассекс, которые с помощью функционального магнитно-резонансного томографа показали изменение структуры серого вещества у людей, одновременно пользующихся разного рода гаджетами. Интенсивная нагрузка на мозг приводит к уменьшению плотности (числа нервных нейронов) коры переднего отдела поясной извилины (АСС), клетки которой участвуют в генерации эмоций и поддерживают работу лобной «интеллектуальной» коры. В Мединституте г. Эшбэрн, штат Вирджиния, установили, что активность клеток АСС зависит от «древних» нейронов ствола мозга, что крайне важно при выработке решений.

Приложение Nature привело результаты работы, проведенной в Стэнфордском университете, специалисты которого проследили за состоянием 24 отделов мозга 102 человек в возрасте от 7 до 85 лет. Ученые выяснили, что мозг увеличивает свой объем примерно до 40 лет, а затем начинает «сморщиваться». Причем убыль объема различных отделов максимально сказывается на его основании (в частности, нижней – базальной поверхности височной доли, где находится извилина гиппокампа, клетки которого отвечают за формирование и извлечение памяти). Вполне возможно, что это как-то связано с меньшим кровоснабжением базальных отделов мозга, но процесс может быть связан и с возрастными изменениями в геноме клеток. Остается надеяться, что вскоре это прояснится.

Изучение миграции людей и этногенеза народов не является самоцелью молекулярных антропологов. Информация, полученная в ходе таких исследований, имеет огромное значение для врачей, поскольку позволяет более четко определять риски развития различных заболеваний, то есть активнее развивать молекулярную профилактику болезней и разрабатывать новые методы и способы их лечения.