Вариант гена, который помогает защитить человека от ВИЧ-инфекции, скорее всего, возник у людей, живших в период между каменным веком и эпохой викингов, показало новое исследование тысяч геномов.
Ученые установили, где и когда жил первый человек с мутацией, защищающей от ВИЧ
Генетики Копенгагенского университета показали, что мутация CCR5delta32, защищающая от ВИЧ, возникла у одного человека, жившего около 7000 лет назад в северном Причерноморье. Мутация оказалась полезной и распространилась в Евразии, хотя ВИЧ распространился среди людей только XX веке.
Трехмерная визуализация вируса ВИЧ. Getty Images
Эта мутация распространена на территории России. Наивысшие в мире частоты мутации CCR5delta32 — до 33% населения — отмечены у поморов, этнографической группы русского народа, живущей в основном по берегам Белого моря. Вероятно, мутация была распространена и среди викингов.
«Оказалось, что этот вариант возник у одного человека, жившего в районе Черного моря между 6 700 и 9 000 лет назад», — говорит соавтор работы Саймон Расмуссен, — «Должно быть, в прошлом этот вариант был полезен для чего-то другого, поскольку ВИЧ у людей появился менее века назад». Работа опубликована в журнале Cell.
Расмуссен и его коллеги подробно описали свои поиски происхождения генетической мутации, известной как CCR5delta32. CCR5 — это белок, содержащийся преимущественно в иммунных клетках, который многие, хотя и не все, штаммы ВИЧ используют для проникновения в эти клетки и запуска инфекции.
Но у людей с двумя копиями мутации CCR5delta32 белок становится неактивным, по сути, «блокируя» вирус ВИЧ. Ученые воспользовались этой мутацией, чтобы излечить от ВИЧ несколько человек.
Где и когда жил первый носитель мутации CCR5delta32
Распространение мутации CCR5delta32 по Евразии.
Ученые выяснили, что этот вариант составляет от 10 до 16% генов CCR5, встречающихся в европейских популяциях. Однако попытки определить его происхождение и проследить распространение ранее не увенчались успехом, поскольку древние геномы крайне фрагментарны.
В новом исследовании команда ученых выявила мутацию в 2504 геномах современных людей, отобранных для проекта «1000 геномов» — международной программы по каталогизации генетических вариаций человека. Затем ученые нашли 934 древних генома из различных регионов Евразии, начиная с раннего мезолита и заканчивая эпохой викингов, примерно с 8000 года до н.э. по 1000 год н.э.
«Изучив этот набор данных, мы можем определить, где и когда возникла мутация», — говорит соавтор исследования Кирстин Равн. В результате команда показала, что первый носитель этой мутации жил вблизи Черного моря около 7000 года до нашей эры, примерно в то время, когда ранние земледельцы прибыли в Европу из Западной Азии. Исследователи также обнаружили, что распространенность мутации резко возросла между 8000 и 2000 лет назад, что говорит о том, что она была чрезвычайно полезна, когда люди переселялись из евразийских степей.
Сильный иммунитет — это не всегда хорошо
Рецептор CCR5 в мембране. Как правило, через него ВИЧ проникает в клетку.
Результаты исследования противоречат предыдущим предположениям о том, что мутация возникла совсем недавно. Например, это означает, что увеличение частоты мутации не было следствием средневековой чумы или завоеваний викингов, которые могли оказать давление на развитие иммунных клеток человека.
В здоровом организме белок CCR5 помогает контролировать реакцию иммунных клеток на сигналы, называемые хемокинами, и, вероятно, направлять клетки к местам воспаления в организме.
Исследователи предполагают, что люди, носившие особый вариант CCR5, имели преимущество. «Люди с этой мутацией лучше выживали, вероятно, потому, что она ослабляла иммунную систему в период, когда человек подвергается воздействию новых патогенов», — говорит соавтор исследования Леонардо Кобуччио. По его словам, чрезмерно агрессивная иммунная система может быть смертельно опасной: при столкновении с новыми микроорганизмами нужно, чтобы иммунный ответ был достаточным для подавления угрозы, не причинял вреда самому организму.
«Когда люди перешли от голодного собирательства к тесному сосуществованию в сельскохозяйственных обществах, давление со стороны инфекционных заболеваний возросло, и более сбалансированная иммунная система могла оказаться полезной». — говорит Кобуччо.