Биология

Гены, унаследованные нами от неандертальцев и денисовцев, увеличили вирусную нагрузку в крови современных людей при заражении ДНК-вирусами. Генетики выяснили, что древний иммунитет плохо справляется со скрытыми, долговременными инфекциями, такими как вирус Эпштейна — Барр.

Около 2% генома современных людей неафриканского происхождения составляют фрагменты ДНК, полученные в результате древних скрещиваний с неандертальцами (а у жителей Азии и Океании — еще и с денисовцами). Предыдущие исследования показали, что это архаичное наследие играло огромную роль в формировании нашего иммунитета, особенно в защите от РНК-вирусов (например, возбудителей гриппа или коронавирусной инфекции). Однако ДНК-вирусы, к которым относится вирус Эпштейна — Барр (ВЭБ) или вирусы герпеса, ведут себя иначе: они остаются в организме на всю жизнь, создавая хроническую нагрузку на иммунную систему. Влияние неандертальских генов на способность сдерживать эту угрозу до сих пор не изучалось.

Авторы исследования, опубликованного в журнале Genome Biology and Evolution, сопоставили два массива данных из британского генетического банка UK Biobank. Они взяли расшифрованные геномы сотен тысяч современных людей с маркерами неандертальской и денисовской ДНК и сравнили их с клиническими анализами крови на концентрацию пяти распространенных ДНК-вирусов. Дополнительно биологи использовали базы данных по ископаемым геномам, чтобы проследить эволюцию этих участков ДНК на протяжении последних тысячелетий.

Анализ выявил 18 устойчивых связей между архаичными генами и уровнем вирусной нагрузки. Двенадцать из них касались именно вируса Эпштейна — Барр. Большинство обнаруженных неандертальских фрагментов находилось в главном комплексе гистосовместимости (MHC) — важнейшем участке генома, управляющем распознаванием инфекций.

Выяснилось, что практически во всех случаях наличие древнего гена коррелировало с повышенным уровнем вирусных частиц в крови. Два самых ярких неандертальских фрагмента были локализованы на 17-й хромосоме. Анализ показал, что они нарушают работу человеческих генов (в частности, гена GSDMB), которые в норме отвечают за пироптоз — способность зараженной клетки совершить «самоубийство», чтобы не дать вирусу размножиться. Без этого механизма ДНК-вирусы легче персистируют в организме.

Авторы статьи предполагают, что иммунитет неандертальцев был эволюционно приспособлен к борьбе с быстрыми, острыми и сезонными РНК-инфекциями, но оказался слаб перед латентными ДНК-вирусами.

Для одного из таких генов ученые зафиксировали масштабную эволюционную «зачистку». Одиннадцать тысяч лет назад неандертальский фрагмент на 17-й хромосоме присутствовал у 43% жителей Европы. Однако с переходом человечества к оседлому сельскому хозяйству и изменением эпидемиологического ландшафта естественный отбор начал избавляться от вредного гена. За последние десять тысячелетий его частота в популяции европейцев рухнула почти в два раза — сегодня он встречается лишь у 22% людей.