Viren beeinflussten den Austausch von Genen zwischen Neandertalern und Menschen

By | 22 Oktober 2018

Früher war die menschliche Evolution eine gerade Linie, die sich allmählich von einem affenartigen Vorfahren zu einem modernen Homo sapiens entwickelte. Aber dank der Sequenzierung der nächsten Generation haben die Ergebnisse der letzten Jahre gezeigt, dass es nicht so ordentlich war. In einer neuen Studie werden nun neue Details zur Rolle von Viren bei der Konfiguration der Evolution, insbesondere zu viralen Interaktionen zwischen modernen Menschen und Neandertalern, beschrieben.

Viren beeinflussten den Austausch von Genen zwischen Neandertalern und Menschen

Viren beeinflussten den Austausch von Genen zwischen Neandertalern und Menschen

Früher war die menschliche Evolution eine gerade Linie, die sich allmählich von einem affenartigen Vorfahren zu einem modernen Homo sapiens entwickelte. Aber dank der Sequenzierung der nächsten Generation sowie der Entdeckung von genetischem Material aus ausgestorbenen Unterarten primitiver Menschen haben die Ergebnisse der letzten Jahre gezeigt, dass es nicht so ordentlich war. Der Stammbaum des Menschen ist voller Wendungen und Äste, die dazu beigetragen haben, dass wir uns heute verstehen. Eine in der Fachzeitschrift Cell veröffentlichte Studie berichtet nun über neue Details zur Rolle von Viren bei der Konfiguration der Evolution, insbesondere zu viralen Interaktionen zwischen modernen Menschen und Neandertalern.

"Es ist keine Übertreibung, sich vorzustellen, dass moderne Menschen, als sie auf Neandertaler stießen, sich gegenseitig mit Krankheitserregern infizierten, die aus ihrer jeweiligen Umgebung stammten", sagt der Erstautor David Enard (@DavidEnard), Assistenzprofessor für Ökologie und Evolutionsbiologie an der Universität aus Arizona. "Als sie sich kreuzten, haben sie auch genetische Anpassungen übertragen, um einige dieser Krankheitserreger zu bekämpfen."

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Gegenwärtig geht man davon aus, dass die modernen Menschen vor etwa 70,000 Jahren von Afrika nach Eurasien gezogen sind. Als sie ankamen, trafen sie Neandertaler, die sich zusammen mit ihren eigenen Vorfahren seit Hunderttausenden von Jahren an dieses geografische Gebiet angepasst hatten. Das eurasische Umfeld prägte die Entwicklung der Neandertaler, einschließlich der Entwicklung von Anpassungen an Viren und andere dort vorkommende Krankheitserreger, jedoch nicht in Afrika.

Die Zellstudie liefert neue Details über die Rolle der adaptiven Introgression oder Hybridisierung zwischen Arten in der menschlichen Evolution. "Einige der Neandertaler hatten adaptive Mutationen, die ihnen Vorteile gegenüber diesen Krankheitserregern verschafften, und sie konnten einige dieser Mutationen auf moderne Menschen übertragen", erklärt Enard, der die Arbeit als Postdoktorand an der Stanford University abschloss. "Das nennt man positive natürliche Selektion: Es begünstigt bestimmte Personen, die diese vorteilhaften Mutationen tragen."

Enard und Dmitri Petrov (@PetrovADmitri), Biologieprofessor Michelle und Kevin Douglas von der Stanford University und Hauptautor der neuen Studie, verwenden Bioinformatik-Tools, um globale Evolutionsmuster über Zehntausende von Jahren zu untersuchen. Seine früheren Forschungen konzentrierten sich darauf, wie sich Viren auf die Evolution des Menschen auswirken. Bei 2016 berichteten sie, dass etwa ein Drittel der Proteinanpassungen seit der Trennung des Menschen von anderen Menschenaffen auf eine Reaktion auf infektiöse Viren zurückzuführen ist. Die auf diesen Erkenntnissen basierende neue Arbeit untersuchte, welche dieser Anpassungen möglicherweise von Neandertalern stammten.

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In der aktuellen Studie bewerteten die Forscher Tausende von Genen im menschlichen Genom, von denen bekannt ist, dass sie mit Pathogenen interagieren, mehr als 4,000 der gesamten 25,000-Gene. "Wir konzentrieren uns auf diese Gene, weil diejenigen, die mit Viren interagieren, viel eher an der Anpassung an Infektionskrankheiten beteiligt sind als Gene, die nichts mit Viren zu tun haben", sagt Enard.

Dann beobachteten sie, ob es in diesen 4.000-Genen eine Anreicherung von Neandertalern gab. Frühere Studien anderer Gruppen haben gezeigt, dass Neandertaler-DNA beim Menschen vorhanden ist. Diese Sequenzen stehen Forschern auf dem Gebiet öffentlich zur Verfügung. Basierend auf der Analyse fanden Enard und Petrov starke Beweise dafür, dass Neandertaler und moderne Menschen adaptive Gene gemeinsam haben, die Resistenz gegen Viren bieten.

"Viele Sequenzen von Neandertalern sind bei modernen Menschen verloren gegangen, aber einige sind geblieben und scheinen zum Zeitpunkt des Kontakts bei hohen Frequenzen schnell zugenommen zu haben, was auf ihre selektiven Vorteile zu dieser Zeit schließen lässt", sagt Petrov. «Unsere Forschung zielt darauf ab zu verstehen, warum dies der Fall war. Wir glauben, dass die Resistenz gegen spezifische RNA-Viren, die durch diese Neandertalersequenzen bereitgestellt werden, wahrscheinlich ein großer Teil des Grundes für ihre selektiven Vorteile war.

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"Eines der Dinge, über die sich Populationsgenetiker gewundert haben, ist, warum wir diese Abschnitte der Neandertaler-DNA in unserem eigenen Genom beibehalten haben", fügt Enard hinzu. "Diese Studie legt nahe, dass eine der Funktionen dieser Gene darin bestand, uns in neuen Umgebungen einen gewissen Schutz vor Krankheitserregern zu bieten."

Ein weiterer Vorteil dieser Art von Forschung besteht darin, dass sie nicht nur neue Details über die Evolution des Menschen enthüllt, sondern Forschern auch dabei hilft, neue Hinweise auf Ausbrüche alter Krankheiten zu finden. Dies könnte möglicherweise bessere Möglichkeiten zur Kontrolle und Behandlung künftiger Epidemien aufzeigen. "RNA ist sehr zerbrechlich und zersetzt sich schnell. Daher ist es schwierig, viel über alte Krankheiten zu lernen, die durch RNA-basierte Viren verursacht werden", sagt er. «Man kann sich diese genetischen Anpassungen als seit langem ausgestorbene Fußabdrücke von Dinosauriern vorstellen, die in versteinertem Schlamm aufbewahrt werden. Wissenschaftler, die sich mit prähistorischen Epidemien befassen, können sich auch ohne Zugang zu den Viren über die Krankheitserreger informieren, die sie verursacht haben.

Diese Forschung wurde von den National Institutes of Health finanziert.


Referenz:

David Enard, Dmitri A. Petrov. Der Nachweis, dass RNA-Viren zu einer adaptiven Introgression zwischen Neandertalern und modernen Menschen führten. Cell, 2018; 175 (2): 360 DOI: 10.1016 / j.cell.2018.08.034 - https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)31095-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS009286741831095X%3Fshowall%3Dtrue


Diese Seite zitieren:

Cell Press "Viren beeinflussten den Austausch von Genen zwischen Neandertalern und Menschen." Wissenschaftliche Nachrichten. Gesundheitsberatungen, 8 Oktober 2018. <https://www.elblogdelasalud.info/los-virus-influyeron-en-el-intercambio-de-genes-entre-neandertales-y-humanos/124452>.

Verfasser: Dr. Pablo Rosales

Dr. Pablo Rosales Arzt, spezialisiert auf Allgemeinmedizin, medizinische Klinik und medizinisches Audit. In sozialen Werken der Behinderung umgeworfen, assistierte Befruchtung und thematische mit dem Gesundheitssystem durchgeführt.