Mokslininkai pelėms įvedė 40 tūkstančių metų senumo žmogaus DNR: rezultatas pribloškė visus

Šis eksperimentas, atliktas naudojant pažangias genų inžinerijos technologijas, atskleidė fizines savybes, primenančias mūsų seniai išmirusius protėvius, ir suteikė naują požiūrį į žmogaus evoliucijos procesą, rašo „The Daily Galaxy“.

Mokslininkai atgaivino neandertaliečių bruožus pelėms

Kioto prefektūros medicinos universiteto laboratorijoje komanda, vadovaujama daktaro Ako Agatos ir daktaro Tadashi Nomuros, panaudojo CRISPR technologiją, kad įvestų vieną genetinę variaciją į laboratorinių pelių organizmą.

GLI3 genas, kaip žinoma, buvo neandertaliečių ir denisoviečių, archajiškų žmogaus giminaičių, gyvenusių prieš dešimtis tūkstančių metų, organizmuose. 

Tyrimo, paskelbto žurnale „bioRxiv“, tikslas buvo išsiaiškinti, kaip senovės genetinės variacijos galėjo paveikti anatominius skirtumus tarp ankstyvųjų žmonių ir šiuolaikinių Homo sapiens.

Injekuota variacija buvo pavadinta R1537C – GLI3 geno mutacija, veikianti kaulų ir organų vystymąsi embrioniniame periode. Mokslininkai tikėjosi, kad ši mutacija pasireikš neandertaliečiams būdingais bruožais: plačia krūtine, pailginta kaukole, išsikišusiomis antakių lankomis ir pan.

Rezultatai buvo greiti ir stulbinantys. 

Genetiškai modifikuotose pelėse pradėjo formuotis fiziniai požymiai, tikrai primenantys neandertaliečių anatomiją. 

Kai kurioms buvo užfiksuoti išsiplėtę kaukolės, kitoms – stuburo iškrypimai ir šonkaulių anomalijos, primenančios skoliozę. 

Šios ypatybės atitiko neandertaliečių radinius, pavyzdžiui, platesnė krūtinė ląsta ir sustiprintas šonkaulių išlinkimas, aptiktas paleontologiniuose liekanose.

Eksperimentas tapo vienu iš ryškiausių pavyzdžių, kaip konkretūs senovės genai gali paveikti skeleto morfologiją, atskleidžiant biologinius skirtumus tarp ankstyvųjų ir šiuolaikinių žmonių. 

Tuo pačiu modifikuoti pelėms nebuvo būdingi sunkūs vystymosi sutrikimai, paprastai susiję su GLI3 mutacijomis, o tai rodo švelnesnį, bet ryškų R1537C variacijos poveikį.

Neandertaliečių genai vis dar yra šiuolaikiniuose žmonėse

Įdomu, kad R1537C mutacija nėra tik istorinis artefaktas. Ji vis dar yra dalyje šiuolaikinių žmonių, ypač tų, kurių protėviai nėra kilę iš Afrikos. 

Remiantis 1000 Genomes Project duomenimis, ši variacija pasitaiko 3,7–7,7 % Europos gyventojų ir žymiai rečiau – afrikiečių.

Šis atradimas rodo, kad kai kurios neandertaliečių savybės vis dar gali daryti įtaką žmogaus biologijai, nepaisant to, kad patys neandertaliečiai išnyko daugiau nei prieš 40 tūkstančių metų.

© YouTube ekrano nuotr.

Kaip senovės genai sąveikauja su šiuolaikinio žmogaus genomu

Mokslininkai taip pat tiria, kaip šis senovinis variantas sąveikauja su bendru šiuolaikinio žmogaus genetiniu pagrindu. 

Gauti duomenys leidžia daryti prielaidą, kad neandertaliečiai galėjo turėti mažiau griežtų vystymosi apribojimų, todėl tokios mutacijos kaip R1537C išliko ir netgi prisidėjo prie unikalių anatominių ypatybių formavimosi.

Nors modifikuotose pelėse nebuvo pastebėta sunkių deformacijų, tokių kaip polidaktilija (papildomi pirštai) ar galūnių anomalijos, mokslininkai pastebėjo subtilius, bet reikšmingus pokyčius vystymosi reguliacijoje. 

Tai rodo, kad senovinės genų variacijos galėjo vaidinti svarbų vaidmenį tiek išnykusių rūšių formavimosi, tiek šiuolaikinių žmonių biologijoje.