ژن دنیسووا به انسان مدرن کمک کرده تا با شرایط مختلف محیطی سازگار شود

جوامعی که در مناطق مرتفع و پست پاپوآ گینه نو زندگی می کنند، وفور متفاوتی از چندین گونه ژنتیکی دنیسووان را به ارث برده اند که ممکن است به آنها کمک کرده باشد تا با شرایط محیطی خاص زیستگاه امروزی خود سازگار شوند.

Denisovans گونه ای منقرض شده از انسان های باستانی هستند که حدود 200000 سال پیش در سیبری، تبت و جزایر اقیانوس آرام زندگی می کردند. شرایط محیطی متفاوت در سراسر اوراسیا شرقی به آنها اجازه داد تا خود را با زندگی در محیط های مختلف وفق دهند.

پس از ترک آفریقا، مردان خردمند با گونه‌های دیگر انسان‌ها، از جمله دنیسووان‌ها، آمیخته شدند. این به آنها اجازه داد تا از نظر ژنتیکی به خوبی با آب و هوای اوراسیا سازگار شوند. به عنوان مثال، اکثر تبتی‌های امروزی که در ارتفاع 4000 متری از سطح دریا زندگی می‌کنند، دارای نسخه Denisovan از ژن EPAS1 هستند که به آنها کمک می‌کند تا با زندگی در ارتفاعات بالا سازگار شوند و نیاز به اکسیژن کمتری در این مناطق وجود داشته باشد. زنده ماندن

دنیسووان ها انسان های مرموز هستند، زیرا شواهد کمی از آنها بر روی زمین باقی مانده است. به همین دلیل، شناسایی انواع ژنتیکی یا آلل‌های دنیسووان در انسان امروزی می‌تواند سرنخ‌هایی درباره محل زندگی و ظاهر و ویژگی‌های آن‌ها ارائه دهد.

یکی از مکان‌های امیدوارکننده برای جستجوی DNA باستانی دنیسووا، پاپوآ گینه نو است. امروزه، سه تا چهار درصد از DNA انسان‌های زنده بومی منطقه دنیسووان است، در حالی که این رقم برای افراد با اجداد اوراسیایی یک تا دو درصد است.

دونات یرماکوویچ و همکارانش در دانشگاه تارتو در استونی ژنوم 128 فرد را از دو جمعیت بومی در پاپوآ گینه نو مقایسه کردند: جوامع دشت بومی که در ارتفاع حدود 100 متری از سطح دریا زندگی می کنند و جوامع بومی کوهستانی که در ارتفاعات زندگی می کنند. تقریباً 2500 آنها یک متر بالاتر از سطح دریا زندگی می کنند. محققان با تجزیه و تحلیل نقشه های مواد ژنتیکی که هر یک از این جوامع از دنیسووان ها به ارث برده بودند، آلل های خاصی را بررسی کردند که به این افراد کمک می کرد تا با شرایط محیطی زیستگاه خود سازگار شوند.

آلل ها انواع مختلفی از یک ژن هستند که ویژگی های متفاوتی را در هر فرد کنترل می کنند. به عبارت دیگر، آلل ها نسخه های متفاوتی از یک ژن خاص هستند و می توانند ویژگی های متفاوتی مانند رنگ چشم یا گروه خونی را در افراد تعیین کنند.

یرماکوویچ می‌گوید: «جالب است که آلل Denisovan EPAS1 که در بومیان تبتی یافت شده بود، اصلاً در کوه‌نوردان پاپوآ گینه نو یافت نشد. این آلل حتی در فرکانس های پایین تر کاملاً وجود نداشت. دلیل این غیبت ممکن است تصادفی باشد. یعنی این وضعیت ممکن است شانسی باشد یا دلیل خاصی وجود نداشته باشد.

ماتیلد آندره دکتر می‌گوید: «اگر ژن EPAS1 از دنیسووان‌ها به نوادگان کوهستانی‌شان در پاپوآ منتقل نمی‌شد، نمی‌توانست از طریق انتخاب به دست آید.»

آندره خاطرنشان می کند که انتقال ژن از دنیسووان ها به نوادگان کوهنورد نشان می دهد که اثربخشی DNA دنیسووان نیز ممکن است در ارتفاعات مختلف متفاوت باشد. او می افزاید که مطالعه گروه های مختلف بومیان ارتفاعات و مکان های دیگر با شرایط متفاوت می تواند به ما در درک بهتر تنوع ژن هایی که انسان ها از دنیسووان ها به ارث برده اند کمک کند.

همچنین، محققان دریافتند که فرکانس‌های بسیار بالایی از گونه‌های ژن Denisovan در جوامع بومی مناطق پست نیز وجود دارد. فراوانی واریانت ژنتیکی عبارت است از شیوع، تعداد یا درصد ظهور یک نوع خاص از یک ژن در هر جمعیتی.

ژن های ارثی Denisovans پروتئین های مهمی را برای سیستم ایمنی بدن رمزگذاری می کنند. با توجه به اهمیت بالای تنوع در سیستم ایمنی، داشتن نسخه‌های Denisovan از ژن‌های مرتبط با پاسخ به عوامل بیماری‌زا ممکن است برای بومیان دشت بسیار مفید باشد، زیرا مالاریا در این مناطق بسیار شایع‌تر از مناطق کوهستانی است.

با این حال، این واقعیت که دنیسوواها دارای گونه‌های ژنتیکی سازگار با زیستگاه خاص خود بودند، به این معنی نیست که سازگاری‌های دنیسوواها و بومیان امروزی پاپوآ گینه نو دقیقاً یکسان است. تاثیر ژن ها بر اساس شرایط محیطی و در طول زمان تغییر می کند. بنابراین، سازگاری بومیان امروزی لزوماً مانند بومیان همان مناطق 20000 سال پیش نیست.

اما تفاوت های بسیار قوی در فرکانس که در بین بومیان کوهستانی و بومیان دشت یافت می شود نشان می دهد که در طول زمان، جهت های خاصی در تغییرات فرکانس نیز وجود داشته است. به نظر می‌رسد که DNA باستانی مزایای تطبیقی ​​زیادی را برای هر دو جامعه فراهم کرده است، و این مزایا امروزه همچنان مفید هستند.

این مطالعه در مجله PNAS منتشر شده است.