Який відсоток людей є химерами

Портал створений за підтримки Федерального агентства з друку та масових комунікацій.

МИ НЕ ТІЛЬКИ РІЗНІ, АЛЕ І ДІВНО СХОДИ

Доктор біологічних наук Л. ЖИВОТОВСЬКИЙ.

Наскільки сильно раси різняться генетично? Чи можна з ДНК судити про етнічну приналежність? Яка ДНК-еволюція рас? Міжнародне дослідження, у якому брав участь автор статті, головний науковий співробітник Інституту загальної генетики ім. М. І. Вавілова Російської академії наук Лев Анатолійович Животовський, показало, що раси добре помітні за чотирма сотнями ознак ДНК, що вони виникли еволюційним шляхом і що вони мало відрізняються одна від одної в глобальному масштабі.

Мал. 1б. Генетичний підрозділ євразійської раси та складових її народів Європи, Близького Сходу та Центральної/Південної Азії.

Мал. 1в. Генетичний підрозділ народів Африки, Східної Азії, Океанії та Америки на генетичні групи.

Якщо я чимось на тебе не схожий,
я цим не ображаю тебе,
а навпаки - схвалюю.
Антуан де Сент-Екзюпері

Кожна людина генетично унікальна, і в той же час ДНК різних людей збігаються на 99,9%. Якщо врахувати, що ДНК людини містить приблизно 3 млрд. пар нуклеотидів, то у двох довільно взятих людей лише близько трьох мільйонів з них можуть не збігатися. Чи багато це чи мало? Наскільки генетичні відмінності пов'язані з расовою та національною приналежністю? Ми легко відрізнимо зовні представників, наприклад, аборигенів Океанії та європейців.Але якою мірою зовнішні ознаки пов'язані з відмінностями в ДНК? Група вчених, до якої увійшли представники Росії, Франції та США, провели широке дослідження зі зіставлення ДНК у різних народів світу. Його мета полягала в тому, щоб виявити, наскільки сильно етнічні групи відрізняються одна від одної генетично. І ще: чи можна, визначивши подібність етнічних груп, звернути виявлені тенденції у часі і відновити картину утворення одних популяцій з інших у міру розселення людства планетою? Основні результати опубліковані в Science, American Journal of Human Genetics та інших журналах.

Щоб відповісти на запитання, чи можна за генетичними даними визначити етнічну приналежність людини, було досліджено зразки ДНК, взяті у 1056 представників 52 етнічних груп різних регіонів світу: Екваторіальної, Південної та Північної Африки, Західної, Центральної та Східної Азії, Європи, Океанії, Центральної та Південної Америки. Серед них — пігмеї, банту, палестинці, бедуїни, французи, баски, росіяни, адигейці, якути, японці, майя та багато інших народностей.

Для аналізу було вибрано близько чотирьохсот ознак ДНК (генетичних локусів), не асоційованих з жодними пристосувальними властивостями та зовнішніми відмінностями. Дослідники свідомо не хотіли пов'язувати результати аналізу з ознаками, які зазвичай використовуються при антропологічному описі: кольором шкіри, розрізом очей, статурою тощо. Тому вибір упав на так звані мікросателітні маркери — короткі послідовності повторюваних поєднань нуклеотидів. Ці послідовності розташовані, як правило, на тих ділянках ДНК, які називають мовчазними.Вони не кодують жодних білків, але можуть бути зручною генетичною міткою, оскільки накопичують випадкові мутації, які ніяк не проявляються зовні і не беруть участь у природному відборі. Крім того, приблизно відомі темпи виникнення таких мутацій, що дозволяє датувати давні популяційні події. Саме цей тип ДНК-маркерів зараз широко використовують із вивчення популяцій. На першому етапі отримані генетичні дані навмисно розглядали без інформації про те, до якої етнічної групи належать досліджені особи та на якому континенті вони мешкають. Єдине, що було доступно, — це «генетичний паспорт» кожного з цієї тисячі індивідів з індивідуальними даними про чотириста маркерів. Потім усіх досліджених людей розподілили по кількох групах відповідно до їхньої схожості або відмінності за цими маркерами.

Процедура віднесення індивіда до тієї чи іншої ДНК-групи була такою. Спочатку всі ознаки ДНК розбили за рівнем генетичної подоби на кілька груп кластерів. На скільки кластерів комп'ютерна програма повинна проводити розбиття ознак, що визначалося числом К, яке дослідники задавали заздалегідь, змінюючи від 2 до 6. Потім для кожного індивіда підраховували, який відсоток ознак якому кластеру належить, і відносили його до тієї групи, генетична схожість з якою була найбільшим. Тільки після цього етнічна приналежність індивідів була «розкрита» та порівняна з їхньою генетичною приналежністю.

Результати дослідження виявилися разючими: за ознаками ДНК індивіди утворили великі групи, які точно відповідають їх географічній приналежності до різних континентів (рис. 1а).Фактично ці групи відповідали основним расам людини — африканській (або негроїдній), європеоїдній (або євразійській), океанійській, азіатським монголоїдам та американським індіанцям, якщо дотримуватися антропологічної класифікації народів.

ДНК-маркери, взяті незалежно від зовнішніх ознак раси — кольору шкіри, розрізу очей та іншого — дозволили чітко виявити расову приналежність кожного з тисячі довільно обраних людей. Багато індивідів несли більшість ДНК-ознаки своєї раси. Як показав аналіз отриманих ДНК-даних, євразійська раса генетично поділяється на народи Європи, Близького Сходу та Центральної/Південної Азії. Однак подальше генетичне виділення груп за використаними чотириста ознаками важко, особливо для народів Європи: у кожній етнічній групі багато індивідів, яких за ознаками ДНК можна було б віднести до іншої групи (рис. 1б). Стародавні аборигенні народи Африки чітко відокремлюються один від одного, відрізняються також аборигенні народи в Океанії та в Америці (рис. 1в) - це їх малою чисельністю і значною ізоляцією один від одного. Разом про те дослідження показало, що немає окремих, «расових» ознак і немає генетично «чистих» етнічних груп: багато індивіди мали значний відсоток генетичних ознак інших етнічних груп.

Чи означають виявлені відмінності між континентальними популяціями, що раси — це реальні, відмінні одна від одної групи, які фахівець-зоолог міг би віднести до різних видів чи підвидів згідно зоологічної номенклатури? людьми по ДНК в межах раси і порівняти їх з аналогічними відмінностями між усіма людьми без урахування їх етнічної власності.

Справді, люди можуть більшою чи меншою мірою відрізнятися один від одного за дослідженими чотирма сотами ознаками ДНК. Ми прийняли за 100% середні відмінності між усіма індивідами у повній вибірці незалежно від расової приналежності. Коли оцінили середні відмінності між індивідами в межах кожної раси і віднесли їх до цих 100%, то виявилося, що вони становлять більше 90%. щоб впевнено сказати: раси — просто великі популяції людини; Виділити їх навіть у підвиди, не кажучи про види. розбіжностей достатньо, щоб розрізнити раси (див. рис. 1).Виникає питання: як і коли утворилися відмінності по ДНК-маркерам між расами? Для відповіді слід вивчити еволюцію людства у його поширення планетою і зрозуміти, які генетичні зміни у популяціях сталися за минулі десятки тисяч років.

Порівнюючи ДНК-маркери аборигенів Південної Африки, ми оцінили, що приблизно 70-140 тис. років тому почалися інтенсивна диференціація і складні демографічні процеси, що супроводжувалися виникненням різноманітних популяцій у межах Африки. Потім, 50-90 тис. років тому, хвилі переселенців почали виплескуватися за межі Африки і розтікатися іншими континентами.

Виникнення нових гілок людства — зародків майбутніх великих рас — можна як еволюційного древа (рис. 2). Вивчаючи різноманітність ДНК сучасних народів, можна оцінити чисельність тієї прапопуляції, від якої 70—140 тис. років тому сталося все людство. Як показують генетичні оцінки, вона була невеликою — близько 2 тис. осіб. Не означає, що тоді був інших популяцій людини. Але існуюча генетична різноманітність всіх людей на Землі походить від цієї невеликої групи — решта не залишила генетичних слідів у народах, що нині живуть.

У міру поширення людини континентами протягом десятків тисяч років йшли процеси дальньої міграції та локального розселення груп. Припустимо, група людей прийшла до Центральної Азії і осіла там багато поколінь.Потім частина людей рушила далі, утворюючи нову локальну популяцію (майбутню етнічну групу: плем'я, народність, націю), яка, проте, мала спільну історію та спільних предків із батьківською групою, а тому їх ДНК більш подібні між собою, ніж із ДНК жителів інших континентів. За той час, що пройшло з часу відокремлення різних континентальних рас від загальних прабатьків, їх ДНК стали відрізнятися один від одного за рахунок мутацій, що з'являються, а ізоляція через гігантських географічних відстаней сприяла накопиченню генетичних відмінностей між расами. Саме це ми й спостерігаємо за ДНК-маркерами.

Що стосується відмінності рас за зовнішніми, «расовими» ознаками, то вони еволюційно розвинулися як результат адаптації до клімато-географічних умов, типу харчування та ландшафту свого географічного регіону. Яскравим прикладом пристосування людини до кліматичних умов є вміст меланіну в шкірі, що забезпечує її темний колір. Посилення синтезу меланіну у наших африканських предків, що втрачають густий вовняний покрив, стало захисною реакцією організму на промені палючого сонця африканських саван. Вміст меланіну у корінних народів Африки стабілізувався на такому рівні, щоб пропускати оптимальну дозу ультрафіолету, необхідну для утворення вітаміну D. Коли потік людства, що вилився з Африки, повернув на Північ, механізм еволюційної стабілізації став працювати у зворотний бік і зумовив вторинне освітлення шкіри. потоку північних широт все ж таки вистачало для синтезу вітаміну D

За терміном «раса» тягнеться довгий хвіст негативних асоціацій, пов'язаних із уявленням про біологічну нерівноцінність рас.Але все сказане вище говорить про те, що їх слід розглядати як «екологічні раси», які генетично відрізняються від інших лише за декількома ознаками, що забезпечили кращу адаптацію до відповідних умов середовища, а в іншому подібні.

На формування народів впливали як процеси поділу популяцій. Нові етноси могли утворитися при змішуванні груп різної етнічної власності. Масові міграції, міжрасові шлюби і метисація можуть швидко, протягом кількох поколінь, зруйнувати генетичні відмінності, що еволюційно склалися. Це говорить про те, що раси та внутрішньорасові етнічні групи — хоч і реальна, але не застигла категорія, яка не поділяє людей за суттєвими, глибинними біологічними властивостями. Етнічна, зокрема расова, приналежність — поняття історичне, еволюційне.

Сьогодні все ще існує думка, що індивіди та народи генетично сильно різняться і тому нерівні. Інша думка така, що спостерігаються відмінності для людей обумовлені не генетичними причинами, а суто зовнішніми чинниками, середовищем, соціальними умовами. Сучасні генетичні дослідження, у тому числі проведені нами, відкидають обидва ці крайні уявлення про генетичну природу відмінностей між народами. Генетичні відмінності між расами та іншими етнічними групами існують, але вони не є такими значними, щоб бути свідченням біологічної нерівності: вони еволюційно виникли і здатні еволюційно змінюватися. Усі люди Землі вийшли з одного генетичного «гнізда», причому у масштабах еволюції зовсім недавно.

Вчені створили гібридні ембріони людини та мавпи

МОСКВА, 15 квіт — РІА Новини. Американські, іспанські та китайські біологи створили гібридні ембріони людини та макаки, ​​які проіснували поза організмом до двадцяти днів. Такі химерні ембріони потрібні вченим для вивчення раннього розвитку людини, моделювання хвороб та скринінгу нових ліків, а в майбутньому — для створення клітин, тканин і органів, що потенційно трансплантуються. Результати дослідження опубліковані у журналі Cell.

Перші міжвидові химери ссавців були створені в 1970-х роках на основі лабораторних моделей гризунів, проте створити життєздатні гібриди, впровадивши людські клітини в організм-господар, досі не вдавалося.

Ситуація змінилася минулого року, коли вчені з американського Інституту біологічних досліджень Солка разом із китайськими колегами з Куньмінського університету науки і технологій у Юньнані створили технологію, яка дозволила протягом тривалого часу підтримувати життя химерних ембріонів макак, які знаходяться поза тілом тварини.

"Утворення химер з нелюдськими приматами, більш тісно пов'язаними з людьми за еволюційною шкалою, ніж усі види, що раніше використовувалися, дозволить краще зрозуміти, чи існують бар'єри для утворення гібридів і чи є способи, за допомогою яких їх можна подолати", - наводяться в прес-службі. релізі видавництва Cell Press слова керівника дослідження професора Хуана Карлоса Ізпісу Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte) із лабораторії генної експресії Інституту Солка.

На шостий день існування ембріонів мавп Macaca fascicularis, що розвиваються ex vivo, автори ввели в кожен з них по 25 стовбурових людських клітин з індукованої плюрипотентної клітинної лінії.Ці клітини можуть брати участь у освіті як ембріональних, і позаембріональних тканин.

Через добу людські клітини виявили у 132 ембріонів. Через десять днів 103 химерні ембріони все ще розвивалися. Незабаром виживання почало знижуватися, і до 19-го дня живими залишилися лише три химери. Однак важливо, що відсоток людських клітин в ембріонах був високим протягом усього часу, поки вони продовжували зростати.

Дослідники виконали аналіз транскриптома як людських, і мавпових клітин ембріонів і основі його результатів ідентифікували кілька нових чи посилених у химерах шляхів клітинної комунікації.

"Розуміння того, які шляхи беруть участь у комунікації химерних клітин, дозволить нам, можливо, покращити цю комунікацію та підвищити ефективність химеризму у видів-господарів, які еволюційно більш далекі від людей", - пояснює Ізпису Бельмонте.

Дослідники сподіваються, що такі химерні ембріони можна використовувати для досліджень, які з етичної точки зору проблематично проводити на людях.

"Оскільки ми не можемо здійснювати певні типи експериментів на людях, важливо, щоб у нас були моделі для більш точного вивчення та розуміння людської біології та хвороб, - зазначає вчений. - Важлива мета експериментальної біології - розробка модельних систем, що дозволяють вивчати хвороби людини в умовах in vivo".

На наступному етапі досліджень автори планують детальніше вивчити всі шляхи міжвидової клітинної комунікації, виділивши серед них життєво важливі з точки зору біологічного розвитку.