Исследователи из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего ранее обнаружили набор мутаций в генах человека, которые защищают пожилых людей от когнитивного снижения и деменции. В новом исследовании, опубликованном в журнале Molecular Biology and Evolution, они сосредоточились на одном из этих мутировавших генов и попытались проследить его эволюцию – когда и почему он появился в геноме человека. Результаты исследования позволяют предположить, что селективное давление со стороны инфекционных патогенов, таких как гонорея, могло способствовать появлению этого варианта гена у Homo sapiens и непреднамеренно поддерживать жизнь бабушек и дедушек в человеческом обществе.
Биология большинства видов животных оптимизирована для воспроизводства, часто в ущерб будущему здоровью и большей продолжительности жизни. Фактически, люди являются одним из немногих известных видов, которые доживают до менопаузы. Согласно “гипотезе бабушки”, это происходит потому, что пожилые женщины оказывают важную поддержку в воспитании человеческих младенцев и детей, которые требуют больше заботы, чем потомство других видов. Сейчас ученые пытаются понять, какие особенности биологии человека делают возможным такое долговременное здоровье.
Когда исследователи ранее сравнили геномы людей и шимпанзе, они обнаружили, что у людей есть уникальная версия гена CD33 – рецептора, экспрессируемого в иммунных клетках. Стандартный рецептор CD33 связывается с типом сахара под названием сиаловая кислота, которой покрыты все человеческие клетки. Когда иммунная клетка принимает сиаловую кислоту через CD33, она распознает другую клетку как часть организма и не атакует ее, предотвращая аутоиммунный ответ.
Рецептор CD33 также экспрессируется в иммунных клетках мозга, называемых микроглией, где он помогает контролировать нейровоспаление. Однако микроглия также играет важную роль в удалении поврежденных клеток мозга и амилоидных бляшек, связанных с болезнью Альцгеймера. Связываясь с сиаловыми кислотами на этих клетках и бляшках, обычные рецепторы CD33 фактически подавляют эту важную функцию микроглии и повышают риск развития деменции.
Именно здесь и появляется новый вариант гена. Где-то на пути эволюции люди получили дополнительную мутировавшую форму CD33, в которой отсутствует сайт связывания сахара. Мутировавший рецептор больше не реагирует на сиаловые кислоты на поврежденных клетках и бляшках, что позволяет микроглии уничтожать их. Действительно, было установлено, что повышенный уровень этого варианта CD33 защищает от поздней стадии болезни Альцгеймера.
Пытаясь понять, когда впервые появился этот вариант гена, соавтор исследования Аджит Варки, доктор медицины, заслуженный профессор медицины и клеточной и молекулярной медицины в Школе медицины Калифорнийского университета в Сан-Диего, и его коллеги обнаружили свидетельства сильного положительного отбора, что говорит о том, что что-то заставляет этот ген развиваться быстрее, чем ожидалось. Они также обнаружили, что эта конкретная версия CD33 не присутствует в геномах неандертальцев или денисовцев, наших ближайших эволюционных родственников.
“Для большинства генов, которые отличаются у людей и шимпанзе, у неандертальцев обычно имеется та же версия, что и у людей, поэтому для нас это было очень удивительно. Эти результаты позволяют предположить, что мудрость и забота о здоровых бабушках и дедушках могли быть важным эволюционным преимуществом, которое мы имели перед другими древними видами гоминин”, – рассказывают ученые.
