Свежий выпуск Science получился интересный. Тем, кто занимается биолюминесценцией, а в Красноярске это направление развито крайне хорошо, безусловно, пригодится обзор «Биолюминесценция в океане: происхождение биологического, химического и экологического разнообразия».
Дебаты между сторонниками и противниками глобального потепления обострились в связи с «вскрытой» перепиской британских климатологов. Почти 250 ученых, членов Американской академии наук, выступают с открытым письмом с призывом перевести дебаты из политической в научную плоскость. Письмо лежит в открытом доступе — желающие могут прочитать его сами.
Ну и конечно центральная тема номера — геном неандертальца и его сравнение с геномом современного человека! Неандертальцы — наши менее удачливые родственники. Никто не знает почему, но наш генотип оказался более успешным и неандертальцы были вытеснены. Однако современные методы позволяют все детальнее и детальнее посмотреть на организмы, вымершие десятки тысяч лет назад.
Science представляет самый полный на сегодня анализ генома неандертальцев. Данные были получены при использовании материала из костей от трех разных особей. Геном содержит почти 4 миллиарда нуклеотидов. Это не полная последовательность — в ней большое количество пробелов и по приблизительным оценкам до 1/3 всего генома до сих пор неизвестно. Впрочем, уже и в таком виде данные открывают удивительные возможности для исследований.
Ученые решили сравнить геном неандертальца с геномом современных людей. Оказалось, что жители Европы и Азии имеют большее сходство с геномом неандертальцев, чем жители Африки. Как такое может быть? Ведь считается, что все современное человечество имеет в качестве предков обитателей именно Африки. Объяснение только одно — уже после того, как современные люди «вышли» из Африки, они встречались с неандертальцами и успели «перемешаться». Формально неандертальцы не вымерли. Каждый из нас (по крайней мере, из тех, у кого белый цвет кожи) несет в себе от 1 до 4 % генома неандертальцев.
Интересно конечно узнать, спала ли твоя пра-пра-пра бабушка с неандертальцем или нет, но ведь не только для этого ученые тратят миллионы долларов и годы работы. Полученные данные были использованы для того, чтобы оценить какие же изменения произошли в геноме человека за последние тысячи лет. Чем мы лучше неандертальцев?
Ученые обнаружили 78 замен, которые изменяют способность к кодированию белков. Всего 78 замен в цепочке из более чем 3 миллиардов оснований за последние 300 000 лет! С одной стороны, поразительная стабильность и консервативность биологии. А с другой, становится понятно, насколько важно даже небольшое изменение в этих механизмах, отлаженных природой за миллионы лет . Для тех, кто далек от биологии небольшое и очень упрощенное пояснение. Весь наш геном можно представить в виде цепочки из буковок. Последовательности из буковок определяют синтез тех или иных белков в организме. Изменив последовательность мы меняем способность организма синтезировать то или иное вещество.
Итак, что же отличает человека современного от его предков. Например, изменения касаются генов, ответственных за заживление ран, скорость колебаний жгутика у сперматозоидов и пигментации кожи. Только не надо сейчас строить примитивных теорий, как это могло помочь человеку — между утверждением, что этот ген кодирует определенный признак, и доказательством того, как это повлияло на физиологию и выживаемость, еще целая пропасть.
Несколько генов, по всей видимости, изменили метаболизм современных людей и между делом являются причиной диабета II степени. Несколько генов отвечают за наши когнитивные способности. Мутации в этих же генах, кстати, имеют отношение к синдрому Дауна, шизофрении и аутизму. И опять небольшое пояснение. Не аутизм и шизофрения есть отличие человека современного от предков. Отличие в наличии генов, которые влияют на наши умственные способности. А вот мутации в этих генах могут иметь отношение к вышеобозначенным заболеваниям.
Для формата блога, наверно уже хватит. Учитывая актуальность данных, журнал выложил статьи в открытый доступ — желающие могут сами изучить подробности. Ну а для тех, кому сложно или нет времени вникать в сухой язык научной статьи, Science предлагает популярный интерактивный раздел. Учителям биологии стоит запомнить эту ссылочку — очередной готовый урок.
Места раскопок и кости, которые были использованы для анализа генома неандертальца
