Eğer Neandertal geniniz varsa, bu gen bağışıklık sisteminizi güçlendirebilir ve enfeksiyonlara karşı korunmanıza yardımcı olabilir

Genomistlere göre, Neandertallerin ve Denisovanların Homo sapiens ile kesişmesi, Neandertal kalıtsal alellerin çeşitli modern insan genomlarında bir avantajı olduğunu göstermiştir. Sonuçlar, bu alellerin - çoğunlukla bağışıklık ve cilt pigmentasyon genleri içinde - modern insanların Afrika’nın dışındaki hayata uyum sağlamasına yardımcı olduğunu göstermektedir.

“Çalışma, Neandertallerin ve Denisova’ların modern insanlara işlevsel olarak ilgili genetik çeşitliliğe ne ölçüde katkıda bulunduğuna dair bilgilerimizi genişletiyor” Almanya’daki Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’nde evrimsel genetik uzmanı olan Svante Pääbo, çalışmaya katılmamıştı ancak The Scientist’e yazdığı email’den. “Hominin DNA’sının katkısının önemli olduğunu ve bu soyu tükenmiş homininlerin modern insan ataları ile karıştığını ilk keşfettiğimizde tahmin ettiğimden daha büyük olduğunu gösteriyor.”

“Yazarların modern genomlardaki kalıntıları çıkararak arkaik genomları yeniden inşa etme yaklaşımı benzersiz ve parlaktır”. Stanford Üniversitesi’nde kıdemli araştırmacı bilim adamı olan Paul Norman da The Scientist’e bir e-posta yazdı. “Bu çalışma, modern insanın antik insanlarla üreme yoluyla yeni çevrelere uyum sağlamada muhtemelen daha iyi yaşayabileceğine dair kanıtların artmasına katkıda bulunuyor.”

Avrupa ve Asya’dan gelen insanların genomları, Avrupa ve Asya’dan gelen genomların % 2’sini Neandertal DNA’sı ve Melanez terbiyeli olanların, Denisovan’lardan yüzde 2 ila 4’lük bir orana sahip olduğunu göstermektedir. Önceki çalışma, insan genomundaki bu kalıtsal lokusların bir kısmını, diğer şeylerin yanı sıra, Neandertallerin immün genlerini tanımlayarak, araştırmacıların hem Neandertalleri hem de H. pyi virüslerini bulaşıcı organizmalara karşı uyarlanabilir avantajları sağladığını belirlediler. Tıbbi kayıtları kullanan başka bir çalışma, Neandertal DNA’sının bireylerin genomlarındaki kalıcılığının, depresyon gibi bazı klinik özelliklerle bağlantılı olduğunu göstermiştir.

Bu çalışma için, Washington Üniversitesi’nde evrimsel ve hesaplamalı bir biyolog olan Joshua Akey, insan genomunda adaptif hominin sekanslarının kapsamlı bir resmini oluşturmak için farklı insan genom dizileri ve yeni Neanderthal ve Denisovan dizileri kullanmıştır. Akey ve meslektaşları daha önce modern insan genomlarında tanımlanan yaklaşık 1 milyon Neanderthal ve Denisovan dizisinin daha önce yapılmış genomik haritalarını kullandılar. Araştırmacılar daha sonra bu lokusları Avrupalı, Güney ve Doğu Asya ve Melanezya kökenli 1.523 kişilik genomlar içinde aradılar. Yüzde 50’lik bir yanlış keşif hızında, eski hominin DNA’sının, bu bireyler arasında nispeten yüksek bir frekansta kaldığı görüldüğü 126 genomik lokus bulmuşlardır; bu, tutulan lokusun evrimsel bir avantaj sağladığını göstermektedir.

Nashville, Tennessee’deki Vanderbilt Üniversitesi’nden Tony Capra, “Bu makalenin güzel tarafı, potansiyel olarak uyarlamalı introgressed loci’nin kapsamlı bir listesini oluşturmasıdır”

Melanez atalarının bireyleri genellikle Denisovan dizilerini çoğunlukla korurken, mevcut analizde araştırmacılar bu bireylerdeki lokusların yüzde 59’unun Neandertal kökenli olduğunu bulmuşlardır.

126 lokus - daha önce tanımlanmış yedi dahil olmak üzere - cilt pigmentasyonunda yer alan yedi gene ve bağışıklıkta çalışan 31 gene karşılık geldi. Her lokusun ortalama uzunluğu yaklaşık 81 kilobaz idi. Ve lokusların yüzde 80’i kodlama bölgeleri yerine düzenleyici ile eşleşti. “Gen ifadesini modüle eden mutasyonların, yakın ilişkili popülasyonlar ve türler arasındaki ayrışmayı sürdürmek için çok önemli olduğunu biliyoruz. Ancak bu çalışmadan önce, intikamlı alellerin etkilerini bu şekilde nasıl etkileyeceği açık değildi” diyor Capra The Scientist’te.

Ekip, 126 lokusla ilişkili genlerin ekspresyon seviyelerini analiz ederek, alanların 13’ünün farklı doku tiplerinde 34 genin ekspresyonunu değiştirdiğini buldu. Bir lokus, lenfoblast hücre dizilerinde doğuştan gelen immüniteye dahil olan bir Toll-benzeri reseptör (TLR) gen kümesinin belirgin bir şekilde artmasına ve birincil B hücrelerinde ve fibroblastlarda daha düşük ekspresyona neden olmuştur. Ekip, bu diferansiyel ifadenin, farklı seviyelerde doğuştan gelen bağışıklık sistemi aktivasyonunun bir sonucu olup olmadığını test etti. Sağlıklı gönüllülerden alınan tam kan örneklerini kullanarak, Neanderthal türevli TLR allelleri olan bireylerin immün hücreler içinde bir TLR4 agonisti ile spesifik olarak aktive olabileceğini gösterdiler.

“Bu etkinin, dizi varyasyonunun etkisini yorumlamadaki zorlukları vurgulayan aktifleştirilmiş bağışıklık hücrelerine özgü olduğunu gösterdik. Yanlış hücre tipine veya zaman noktasına bakarsanız etkiyi asla göremezsiniz, ”dedi.

Capra, “Diğer evrimsel mekanizmalarla ortaya çıkan aleller gibi, adaptif intikamın gen ifadesini yaygın olarak etkilediğini görmek ilginçtir” dedi.

Sonuçlar, belirli bir insan evrimi rotası hakkında yeni ipuçları veriyor. Akey, “Yeni bir yararlı mutasyonu beklemek yerine, bu yeni ortama zaten adapte olmuş bir popülasyonla melezleşerek bir tane seçebiliriz” dedi. “Arkaik insanlardan miras kalan avantajlı genleri bulmak da melezleşmenin insanlık tarihinin sadece bir yan notu olmadığını, ancak günümüz bireylerinde hala görebileceğimiz önemli sonuçları olduğunu gösteriyor.”

Capra’nın kabulu: “İnsan genomlarında intikam alma imzasını yeteri kadar görüyoruz ki, onu evrim ve seçim modellerine entegre etmemiz gerekiyor.”

Bu, Neandertal / Denisovan genlerinin bazı artıları ve eksileri listesidir, bağışıklık geni bunlardan biridir:

• İmmünite geni: HLA, beyaz kan hücrelerinin vücudumuzdaki mikroorganizma saldırganlarını yok etmesine yardımcı olan bir gendir. Sahra-altı insanlarda en azından HLA’nın bir versiyonu bulunmamaktadır. Araştırmacılar, bu geni taşıyan insanlara Neandertal ve Denisovanlar’a bunun için teşekkür edebileceğine inanıyorlar. Bu hominidler Afrika’nın dışında bulunan enfeksiyonlara ve hastalıklara zaten uyum sağlamıştı. Bu gen, bazı Neandertal ve Denisovan atalarından doğan ve hayatta kalma avantajı olan herhangi bir modern insan verdi.

Avrupalılar, Neandertal ve Denisovan atalarından gelen bir HLA genetik varyantının yüzde 50’sinden fazlasını elde ediyorlar. Asya halkı için yüzde 80, Papua Yeni Ginelilerin yüzde 95.

• Saç ve cilt geni: Keratin genleri - cildimizdeki protein, saç ve tırnaklar - özellikle güçlü bir Neandertal etkisi olabilir. Doğu Asya halkının üçte ikisi, Neanderthal cilt genine POU2F3 sahiptir, Avrupalıların yaklaşık dörtte üçü Neandertal cilt rengi gen BNC2’ye sahiptir.

Bu genlerin insanlara ne sunduğunu tam olarak bilmiyoruz, ancak bu genlerin kalıcılığı hayatta kalmak için güçlü bir destek gösteriyor. Bu genlerde kodlanan soğuk havaya karşı Neandertal adaptasyonlarının önemli olması mümkündür.

 

• Neanderthal girişi, insan DNA molekülünün büyük bölümlerinden tamamen yoksundur Homo Sapiens ve Neandertallerin DNA’ları çok iyi karışmamıştı. Uzun, uzun insan DNA uzantıları Neandertal genine sahip değildir. Bu, bu bölgelerdeki genetik değişikliklerin hayatta kalmak için negatif olduğunu göstermektedir. Örneğin, motor koordinasyonu ve dil ve konuşma için FOXP2 geninin Neandertal girişi yoktur.

Yani, insan DNA’sının geniş bölgelerinde Neandertal girişi yoktur.

Dahası, insan erkek X kromozomları, Neandertal girdisinde özellikle eksiktir; yani, bir İnsan-Neandertal birliğinin erkek çocuklarının, ortalamadan daha düşük doğurganlığa sahip olma şansı vardır.

Neandertal etkisi taşıyorsanız, tip 1 diyabet ve Crohn hastalığı gibi otoimmün bozukluklar da daha muhtemel görünmektedir.