Туберкулез повлиял на генофонд популяций в Европе

Палеогенетики с помощью анализа древней ДНК исследовали историю взаимоотношений человека и бактерии — возбудителя туберкулеза (Mycobacterium tuberculosis).

Специалисты считают, что возбудители летальных заболеваний (а туберкулез имеет высокую летальность) в эволюции человека сыграли значительную роль как фактор отбора, поскольку генетические варианты устойчивости к ним давали большое преимущество в выживании. Чтобы проследить это на примере туберкулеза, палеогенетики реконструировали эволюцию определенного варианта гена тирозинкиназы 2 (TYK2) — обладатели аллеля P1104A, повышающего риск заболевания из-за нарушения интерлейкиновой иммунной защиты от микобактерий. Они предполагали, что, как всякий аллель, повышающий риск инфекционного заболевания, он должен был находиться под сильным отрицательным отбором.

Частоту аллеля TYK2 P1104A изучили в геномах древних европейцев, проанализировав 1013 геномов от мезолита до средних веков. Геномные данные были взяты из опубликованных статей по древней ДНК на территории разных стран Европы.

Вариант TYK2 P1104A возник в результате единичного мутационного события, возраст этой мутации составляет более 30 тысяч лет. Около 8500 лет назад этот аллель впервые появляется в Анатолии. Затем он распространяется в Центральную Европу, где вплоть до 5000 лет назад присутствует с низкой частотой (до 3%). В течение бронзового века, вопреки ожиданиям, частота аллеля повышается, и 3000 лет назад приближается к 10%. После железного века наблюдается резкое падение его частоты (до 2,9%), что соответствует его средней частоте у современных европейцев.

Что касается современного распространения аллеля P1104A по миру, то его средняя частота составляет примерно 3% в Европе, 2% на Ближнем Востоке, 1%, в Центральной Азии, 1% в Америке; в Африке южнее Сахары и в Восточной Азии он полностью отсутствует.

Анализ показал, что P1104A возник у общих предков линии Западной Евразии после их отделения от линии Восточной Азии, но до разделения популяций Европы, Ближнего Востока и Центральной Азии. В Европе этот аллель появился в эпоху верхнего палеолита, когда никакого туберкулеза ещё не было, поэтому довольно долго аллель был нейтрален для отбора. Сначала учёные предположили, что негативный отбор стал действовать на аллель P1104A с возникновением земледелия в Европе — в этот же период (около 6000 лет назад) появляется общий предок туберкулезной бактерии M. tuberculosis. Но такой ранний негативный отбор не соответствует результатам компьютерного моделирования и не объясняет повышения частоты аллеля в бронзовом веке. Последнее, по мнению палеогенетиков, могло быть результатом генетического дрейфа и смешения популяций. А отрицательный отбор, как показала модель, появляется примерно 2045 лет назад. Это согласуется с археологическими данными, согласно которым туберкулез стал распространяться в Европе примерно 2000 лет назад.

Таким образом, исследователи показали, что резкое падение частоты аллеля P1104A в Европе после бронзового века было действительно результатом отрицательного отбора, а не каких-либо иных причин.

Источник: Генофонд.рф