Полный геном неандертальца будет прочтен через два года

Сразу две международные команды ученых сообщили в последних номерах журналов Nature и Science о начале работы по прочтению полного генома неандертальца. На сегодняшний день удалось прочесть фрагменты общей длиной около миллиона нуклеотидов, что составляет четыре сотых процента полного генома. Новые данные подтвердили прежние выводы, основанные на анализе митохондриальной ДНК, согласно которым разделение линий неандертальцев и современных людей произошло около 500 000 лет назад. Свидетельств гибридизации между нашими предками и неандертальцами пока не найдено.

Еще совсем недавно пределом мечтаний для палеогенетиков было выделение из древних костей митохондриальной ДНК. Эта небольшая часть генома, передающаяся по материнской линии, присутствует в каждой клетке в сотнях копий, к тому же она имеет кольцевую структуру и поэтому лучше сохраняется. Выделение ядерной ДНК, составляющей у человека и других млекопитающих примерно 99,9995% полного генома, представлялось совершенно нереальным. Однако стремительное развитие методов выделения, секвенирования и анализа ДНК сегодня сделало возможным то, что казалось совершеннейшей фантастикой пару лет назад.

Профессор Сванте Паабо (Svante Pääbo) из Института эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге (Max-Planck Institute for Evolutionary Anthropology) после долгих поисков по различным музеям и институтам нашел в Загребе (Хорватия) образец неандертальской кости, в котором сохранилось достаточное количество древней ДНК и который почти не был загрязнен ДНК современного человека. Кость принадлежала неандертальцу мужского пола, проживавшему на территории нынешней Хорватии 38 000 лет назад.

Часть уникального материала Паабо передал группе американских коллег под руководством Эдварда Рубина (Edward Rubin). Американские и немецкие исследователи воспользовались разными методиками анализа и одновременно опубликовали свои первые результаты в журналах Nature и Science. Главный вывод обеих статей состоит в том, что прочтение полного генома неандертальца является выполнимой задачей. По оценке Паабо, на это потребуется два года.

На сегодняшний день исследователям удалось прочесть множество отдельных фрагментов ядерного генома неандертальца, рассеянных по всем хромосомам. Суммарная длина прочтенных фрагментов — около миллиона нуклеотидов, что составляет примерно 0,04% полного генома. Для сравнения, длина митохондриальной ДНК человека — 16 569 нуклеотидов.

По предварительным данным, геномы H.sapiens и H.neandertalensis идентичны на 99,5% или более. Приблизительное время расхождения эволюционных линий двух видов (500 000 лет назад плюс-минус 200 000 лет), определенное ранее по митохондриальной ДНК, подтверждается, но точность оценки выше пока не стала. Никаких свидетельств гибридизации между нашими видами во время их совместного проживания в Европе 40 000–28 000 лет назад не обнаружено. По мнению исследователей, вероятность такой гибридизации сейчас представляется небольшой, однако полностью исключить такую возможность пока нельзя.

Постоянных читателей «Элементов», безусловно, интересует вопрос о гене microcephalin, один из вариантов которого предположительно был получен нашими предками от неандертальцев. К сожалению, никаких новых данных по этому поводу пока нет: до микроцефалинового гена ни американские, ни германские исследователи пока не добрались. Добавлю от себя, что многие данные говорят о том, что гибридизация H.sapiens с европейскими неандертальцами представляется менее вероятной, чем с азиатскими; к тому же «неандертальский вариант» микроцефалинового гена наиболее распространен не в Европе, а в Центральной Азии, где имеются косвенные археологические свидетельства такой гибридизации.

Главная цель обеих публикаций — продемонстрировать принципиальную возможность прочтения полного неандертальского генома. Они показывают, что современные методики уже позволяют собирать геномы из крошечных обрывков длиной менее сотни нуклеотидов. Однако остаются две сложнейшие проблемы.

Первая состоит в том, что из-за очень высокого сходства геномов человека разумного и неандертальского чрезвычайно трудно отличить фрагменты подлинной неандертальской ДНК от «загрязнений» — фрагментов современной человеческой ДНК, попавших в образец в процессе его изучения. Хорватский образец в этом отношении ценен тем, что с ним почти не работали археологи, поскольку он считался «малоинформативным».

Конечно, если в неандертальских костях обнаруживается последовательность, более похожая на участок генома шимпанзе, чем сапиенса, то такой участок можно с уверенностью считать неандертальским, поскольку загрязнение образца фрагментами ДНК каких-либо приматов, кроме современного человека, представляется маловероятным. Но таких случаев мало: все-таки общие предки неандертальцев и современных людей отделились от предков шимпанзе 5–7 миллионов лет назад, и неандертальцы по геномным последовательностям на порядок ближе к нам, чем к шимпанзе.

Вторая проблема — это «постмортальные мутации». В ископаемых молекулах ДНК со временем происходят изменения: Г (гуанин) может превратиться в А (аденин), а Ц (цитозин) — в Т (тимин). В принципе, такие мутации можно «выловить», поскольку каждый фрагмент нативной ДНК присутствует в образце во множестве копий, и одна и та же мутация не может произойти во всех копиях. Но такая «чистка» прочтенных последовательностей сопряжена с большими техническими трудностями. Авторы сами признают, что прочтенные ими неандертальские последовательности пока довольно «грязные».

Наиболее эффективные методики исправления постмортальных мутаций разработаны российскими генетиками под руководством Евгения Рогаева, что позволило им недавно очень «чисто» прочесть митохондриальный геном мамонта. Будем надеяться, что россияне примут участие в последующей работе по прочтению полного генома неандертальца.

Источник : www.elementy.ru     

Ещё в разделе

В поисках элексира бессмертия - на пороге вечной жизни

Недавеный генетик из Кембриджского университета Обри де Грей заявил, что в самом недалеком будущем люди будут жить более тысячи лет, а в перспективе – могут обрести физическое бессмертие. Чтобы понять, на чем зиждется оптимизм де Грея и оправдан ли он

Ученые раскрыли тайну облысения

Люди, у который было выявлено нарушение роста волос, страдают редким заболеванием - гипотрихозом Ученые раскрыли тайну облысения. Как сообщает деловая газета «Взгляд», генетики из РАН, МГУ и Массачусетского университета нашли ген, изменения которого приво

Сексуальная ориентация детей может зависеть от генов матери

Генетика матерей геев действует иначе, чем у женщин, рождающих детей с традиционной сексуальной ориентацией. Ученые обнаружили, что у четверти матерей, у которых более одного сына являются геями, деятельность X-хромосом отличается от других. Из этого може

Выявлены функции "лишней" ДНК

Ученые из университета штата Айова под руководством Беверли Дэвидсон (Beverly Davidson) сделали открытие, которое проливает свет на одну из загадочных проблем нового раздела науки функциональной геномики – роль так называемой «лишней» ДНК, сообщает PhysOr

Британцы выведут минотавра

Исследование стволовых клеток является ключом в поиске лекарств против ряда заболеваний Британские ученые собираются поместить человеческую ДНК в коровью яйцеклетку. Исследователи из Университета Ньюкасла и Лондонского университета рассчитывают использо

Клонирование

В 1996 году весь мир был взбудоражен новостью об овечке Долли. В результате экспериментов, выполненных под руководством Яна Уилмута, родилась овца, генетически идентичная взрослой овце. В норме особь вырастает из одной оплодотворенной яйцеклетки, получив

В Австралии разрешили клонирование человека

Речь идет о терапевтическом клонировании, то есть извлечении ядра из неоплодотворенной женской яйцеклетки и замещении его ДНК соматической клеткой другого человеческого организма. Из развивающегося эмбриона, в лабораторных условиях, извлекается культура с

Ученые определили ген, отвечающий за чувство голода

Ген, ответственный за чувство голода, определили ученые из университета швейцарского Фрибурга и расположенного во французском Страсбурге Университета Луи Пастера. Ген, который ученые назвали «Пер2», активизируясь, играет роль раздражителя, посылая элект

Анализ ДНК подтвердил древнее происхождение и долгую изоляцию коренных австралийцев

Анализ митохондриальной ДНК австралийских аборигенов подтвердил, что Австралия была заселена уже в глубокой древности (не менее 40 тысяч лет назад), причем первопоселенцы представляли собой довольно многочисленный и генетически разнообразный коллектив. В

Сложные РНК-переключатели — новый механизм регуляции генов

РНК-переключатели — недавно открытые активные участки молекул РНК, регулирующие работу генов. До сих пор считалось, что регуляция при помощи РНК-переключателей проста: переключатель реагирует на определенное вещество и подавляет (реже — активизирует) рабо

Решена одна из величайших загадок биологии

Решена одна из величайших загадок биологии

Международная группа ученых впервые обнаружила механизм, который контролирует репликацию (удвоение) молекулы ДНК.

Ген кролика помог комнатному растению эффективней очищать воздух

Ген кролика помог комнатному растению эффективней очищать воздух

Ученые из Вашингтонского университета установили, что ген кролика, вставленный в геном комнатного растения, значительно увеличивает его способность поглощать из воздуха вредные для здоровья примести: бензол и хлороформ.

Способны ли клеточные органеллы нагреваться?

Способны ли клеточные органеллы нагреваться?

Группа ученых, в которую вошли представители из нескольких стран смогли осуществить сложный эксперимент. Речь идет об измерении температуры митохондрий в живой клетке. Результаты исследования показали, что температура органелл в процессе работы составляет 50 градусов.

Растения, словно люди, способны устанавливать приоритеты

Растения, словно люди, способны устанавливать приоритеты

Результаты нового исследования показали, что растения, в случае нападения вредителей в первую очередь защищают цветки, а не листья, как было принято считать до настоящего момента. Кроме того, также стало известно, что при одновременном нападении гусениц, тли и патогенных бактерий, главным врагом по определению растения становится гусеница и, именно против нее, прежде всего, активируются защитные механизмы.

Первый полусинтетический организм – миф или реальность

Первый полусинтетический организм – миф или реальность

Научным сотрудникам из института Scripps удалось осуществить уникальный эксперимент. Суть исследования состояла в создании новых нуклеиновых оснований с дальнейшим их вживлением в ДНК. В результате проведения эксперимента генетики создали первую в мире полусинтетическую бактерию.

Теперь и аллигаторы смогут летать

Теперь и аллигаторы смогут летать

Благодаря длительным исследованиям ученые смогли определить гены, которые отвечают за формирование чешуи у рептилий и перьев у птиц. Полученная информация дала возможность вырастить эмбрионы аллигатора с измененными внешними покровами. Конечно, достигнуть положительного результата удалось только при посредстве генетических манипуляций.

В теле нематод выявили уникальный ген

В теле нематод выявили уникальный ген

Специалисты из Калифорнийского университета выяснили, что в нематодах Caenorhabditis elegans присутствует ген, несущий ответственность за кодирование вредного для червя токсина. Ген не считается полезным для червя и не исчезает в процессе естественного отбора, так как отвечает еще и за синтез противоядия, которое необходимо для выживания потомства в теле матери.

Найдены новые микроорганизмы с новым механизмом адаптации

Найдены новые микроорганизмы с новым механизмом адаптации

Американские ученые смогли обнаружить ряд ранее неизвестных организмов, которые постоянно мутируют. Склонность к постоянной мутации зависит от генетического механизма, называемого регенерирующим разнообразием ретроэлемента.

Генетики раскрыли механизм эволюции бактерий

Генетики раскрыли механизм эволюции бактерий

Ученые из Института Броуда и Гарвардского университета смогли найти мутации, которые стимулируют появление бактерий с уникальными свойствами. В частности речь идет об устойчивости к антибиотикам разного типа. Более того, такая устойчивость позволяет микроорганизмам провоцировать неизлечимые патологии.

Американцы создали асоциальных муравьев

Американцы создали асоциальных муравьев

Американские ученые из Рокфеллеровского университета смогли создать уникальных муравьев. В частности речь идет о генетически модифицированных насекомых, которые избегают своих сородичей. Благодаря своему творению, исследователи выяснили, что взаимодействие муравьев между собой, а затем дальнейшее формирование колонии происходит при посредстве обонятельных рецепторов, находящихся в усиках.

Оценка:

Пока комментариев нет