Наследие неандертальцев: как древняя ДНК делает нас уязвимее к хроническим вирусам

Гены древних предков играли важную роль в формировании иммунной системы современных людей. Предыдущие работы показывали, что неандертальские варианты помогали бороться с РНК-вирусами, такими как возбудители гриппа или коронавирусной инфекции. Однако ДНК-вирусы, к которым относится вирус Эпштейна — Барр (ВЭБ) и герпес, ведут себя иначе: они остаются в организме на всю жизнь, создавая хроническую нагрузку на иммунитет. Влияние архаичных генов на способность сдерживать эту угрозу ранее не изучалось.

Как проводилось исследование

Авторы работы 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 распространённых ДНК-вирусов. Дополнительно биологи использовали базы данных по ископаемым геномам, чтобы проследить эволюцию этих участков ДНК на протяжении 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 располагалось в главном комплексе гистосовместимости (MHC) — важнейшем участке генома, управляющем распознаванием инфекций.

Древние гены мешают клеткам «самоубиваться»

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, который в норме отвечает за пироптоз — способность заражённой 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.

Естественный отбор постепенно избавляется от вредного наследия

Для одного из таких генов учёные 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.

Таким образом, хотя древняя ДНК и подарила нам некоторые преимущества, её влияние на здоровье современных людей неоднозначно. Понимание этих механизмов может помочь в разработке новых подходов к лечению хронических вирусных инфекций.