Кто вызвал ураганную эволюцию генома африканцев сорок тысяч лет назад?

Таинственный генетический шквал накрыл жителей Африки 42 тысячи лет назад, в результате чего уже через 8000 лет почти все население обладало устойчивостью к малярии. Это необычайно быстро по меркам эволюции и делает причинную мутацию едва ли не самым стихийным изменением генома за всю историю человечества. Вот только причины его остаются загадкой.

Plasmodium vivax mature schizont
Взрослый шизонт малярийного плазмодия Plasmodium vivax тусуется среди эритроцитов человеческой крови. Фото: Microbe World.

Возбудителем самого распространенного в мире типа человеческой малярии является одноклеточный паразит Plasmodium vivax, переносчиками которого служат докучливые самки малярийных комаров. Вызываемая этим плазмодием малярия не такая смертоносная, как другие ее варианты, тем не менее довольно неприятная. Прямо сейчас миллионы людей по всей Земле валяются в постелях и стонут от лихорадки во славу вивакса. Меж тем лишь около 5% случаев заболевания приходятся на Черную Африку. Все потому, что у 99% жителей региона имеется вариант гена DARC, который отказывается производить белок-рецептор, обычно встроенный в оболочку эритроцита и используемый коварным паразитом для входа в клетку крови.

Чтобы прояснить историю распространения этой мутации, американские биологи из Стэнфордского университета и Университета штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук проанализировали полные геномы тысячи человек из 21 центра населенности в Африке, Азии и Европе и запустили полученные данные в компьютерную симуляцию, которая позволяет предсказывать, как определенные варианты генов распространяются в популяциях с течением времени с учетом известной демографии и различных факторов отбора.

Симуляция показала, что последний общий предок всех современных африканцев с мутацией гена DARC жил 42 тысячи лет назад. В те времена эта мутация, вероятно, встречалась у небольшой кучки людей в порядке случайности, не претендуя на звание защитного эволюционного механизма, каковым впоследствии стала. Все поменялось внезапно – вполне возможно, с появлением плазмодия P. vivax, – и уже через 8000 лет мутация распространилась по геномам практически всех африканцев к югу от Сахары. Причем, судя по расчетам, в течение этих восьми тысячелетий на каждую сотню людей, появлявшихся на свет без мутации, должны были рождаться по 105 отъявленных мутантов, которые с большей вероятностью переживали атаку вивакс-малярии. По словам ученых, это самый сильный эволюционный ответ из всех, что наблюдались доселе в геноме человека.

И это довольно странно, болезнь-то незлобивая: слег, полежал, отлежался – через несколько недель уже здоров. С чего вдруг такой мощный ответ? Возможно, в те времена малярия от P. vivax была куда смертоноснее, чем сегодня, а дальнейшие иммунные адаптации сделали ее менее опасной, предполагают специалисты. Либо же с помощью мутации эволюция африканцев сражалась против какого-то другого, неизвестного нам древнего недуга, прибегавшего к такому же способу проникновения в эритроциты, что и P. vivax. Иначе результаты столь добротного анализа сложно объяснить.

Как бы там ни было, малярия тоже не лыком шита, она не стоит на месте, а развивается параллельно адаптациям африканцев. На Мадагаскаре, в Эфиопии и Судане в последние годы отмечаются случаи заболевания вивакс-малярией даже среди обладателей DARC-мутации. Непонятно, каким образом они вдруг стали восприимчивы к паразиту, – то ли плазмодий изобрел новый способ проникать в эритроциты, то ли какой иной фактор повлиял. Но ничего хорошего в этом нет: миллионы мутантов вскоре могут оказаться в большой малярийной беде, если не случится новый безумный генетический ураган.


Текст: Виктор Ковылин. По материалам: Science
Научная статья: PLOS Genetics (McManus et al., 2017)

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если хотите поделиться информацией с вашими подписчиками, обязательно ставьте активную ссылку на эту статью. С уважением, Батрахоспермум.

745472_c94efdc6184b444d9c4ce0359147ab58

Вас также могут заинтересовать статьи:
Систола способствует узнаванию
Как чудодейные микробы помогают нам эволюционировать
Суточные циклы влияют на развитие зубов


Комментарии:

Высказать свое мудрое мнение