Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Mieszkańcy Afryki mają zadziwiająco dużo wspólnego z neandertalczykami

Recommended Posts

W DNA mieszkańców Afryki znaleziono zadziwiająco dużo DNA neandertalczyków. Odkrycie zaskoczyło naukowców, gdyż neandertalczycy nie mieszkali w Afryce. Jednak z najnowszych badań dowiadujemy się, że ich kod genetyczny trafił na Czarny Ląd wraz z migrującymi tam Homo sapiens.

Stwierdzenie, że przepływ genów od neandertalczyków jest widoczny u wszystkich współczesnych ludzi, zarówno poza Afryką jak i w samej Afryce, to nowe odkrycie, mówi antropolog Michael Petraglia z Instytutu Historii Człowieka im. Maxa Plancka. Nowe badania, których wyniki opublikowano w piśmie Cell, mogą też wyjaśnić inną tajemnicę – dlaczego wśród mieszkańców Azji Wschodniej jest więcej DNA neandertalczyków niż u Europejczyków.

Wiemy, że H. sapiens wyszedł z Afryki, w Eurazji krzyżował się z neandertalczykami, a później część z tej populacji trafiła do Afryki. Dotychczas jednak sądzono, że migracja ta przyniosła ze sobą jedynie ledwie zauważalny ślad DNA neandertalczyków. Sądzono, że – generalnie rzecz ujmując – w Afryce DNA neandertalczyków niemal nie występuje.

Joshua Akey z Princeton University, chcąc sprawdzić to przypuszczenie, porównał zsekwencjonowany w 2013 roku genom neandertalczyka z gór Ałtaj, z 2504 genomami współczesnych ludzi z całego świata. Genomy te reprezentowały m.in. 5 subpopulacji z Afryki.

Z badań wynika, że przeciętny mieszkaniec Afryki ma znacznie więcej neandertalskiego DNA niż dotychczas sądzono. To aż 17 megabaz (Mb), czyli 0,3% genomu. Znaleziono też wskazówki, że część neandertalskich genów mogło podlegać selekcji już po trafieniu na teren Afryki. To m.in. geny odpowiedzialne za wzmocnienie układu odpornościowego i ochronę przed promieniowaniem ultrafioletowym.

Badania Akeya są zgodne z oczekującymi na publikację badaniami Sarah Tishkoff, genetyk ewolucyjnej w University of Pennsylvania. Również ona zauważyła większy niż spodziewany odsetek neandertalskiego DNA w Afryce.

Model, który najlepiej wyjaśnia obecność takiej ilości DNA neandertalczyków w Afryce mówi, że połowa z tego genomu trafiła na czarny ląd gdy dotarli tam mieszkańcy Europy. Ludzie ci od tysięcy lat krzyżowali się z neandertalczykami, a do Afryki przybyli przed 20 000 lat. Model ten stwierdza również, że pozostała część genomu wspólnego dla Afrykańczyków i neandertalczyka z Ałtaju może nie być genomem neandertalskim. Może bo być genom wczesnych H. sapiens pochodzący z nieudanej migracji z Afryki na Bliski Wschód, która miała miejsce ponad 100 000 lat temu. Genom ten zachował się u mieszkańców Afryki i Eurazji, a nieudana migracja doprowadziła do jego pojawienia się u neandertalczyków.

Badania Akeya mogą też wyjaśniać inną tajemnicę. Jak zauważyła biolot Kelley Harris z University of Washngton, dotychczasowe badania wskazywały, że mieszkańcy Azji Wschodniej mają o 20% więcej DNA neandertalczyków niż Europejczycy. Było to zaskakujące, gdyż szczątki neandertalczyków są znajdowane przede wszystkim w Europie, a więc to mieszkańcy Starego Kontynentu powinni mieć z nimi więcej wspólnego. Dotychczas naukowcy sądzili, że wspólne dla Europejczyków i Afrykańczyków sekwencje neandertalskiego DNA mają współczesne pochodzenie, więc nie brali ich pod uwagę. Skoro jednak wiemy, że jest to stare DNA, wprowadzone do Afryki już przed 20 000 lat, należy brać je pod uwagę. A jeśli nie będziemy go eliminowali z obliczeń to okaże się, że mieszkańcy Europy i Azji odziedziczyli po neandertalczykach niemal taką samą – 51 i 55 Mb – ilość DNA. To przekonujące i eleganckie wyjaśnienie, mówi Harris.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      We wrześniu rozpoczyna się projekt „Biodiversity Genomics Europe”. Będzie on realizowany przez konsorcjum 33 instytucji naukowych z 21 krajów (19 europejskich, Kanady i USA). Polskę reprezentuje zespół badawczy pod kierownictwem prof. Michała Grabowskiego, składający się z naukowców z Katedry Zoologii Bezkręgowców i Hydrobiologii oraz Pracowni BioBank z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego (UŁ).
      Do celów BGE należą: 1) intensyfikacja oraz międzynarodowa koordynacja badań genetycznych i genomowych nakierowanych na dokumentację różnorodności biologicznej w Europie, 2) zrozumienie ewolucyjnych mechanizmów, które ją ukształtowały, 3) monitorowanie zmian bioróżnorodności (biomonitoring ekosystemów) związanych z antropopresją, np. globalnym ociepleniem, a także 4) opracowanie strategii zapobiegających jej utracie.
      W ramach projektu powstaną referencyjne biblioteki barkodów DNA oraz rozpoznany zostanie poziom różnorodności genetycznej organizmów kluczowych dla ochrony przyrody. Eksperci skupią się na gatunkach słabo rozpoznanych, np. zapylaczy, gatunkach inwazyjnych, chronionych, bezkręgowców słodkowodnych oraz na tzw. dark taxa, czyli drobnych i trudno rozróżnialnych stawonogach, które zwykle są pomijane w badaniach. Przyjrzą się też gatunkom szczególnie interesującym pod względem biogeograficznym i przyrodniczym. Systemem barkodów zostaną też objęte okazy muzealne, czy to gatunki wymarłe, zagrożone, czy okazy typowe, na podstawie których opisano dany gatunek.
      Uczeni stworzą też bibliotekę referencyjną całych genomów organizmów modelowych, gatunków krytycznie zagrożonych wymarciem lub unikatowych pod względem biologicznym oraz opracują jednolite standardy badań bioróżnorodności za pomocą metod opartych o barkody DNA. Opracowane zostaną standardy dla wszystkich etapów prac, od metod pobierania i dokumentowania materiału badawczego w terenie, przez protokoły laboratoryjne, po metody gromadzenia, weryfikacji i udostępniania danych. Wypracowany zostanie też model tworzenia narodowych inicjatyw barkodingowych i koordynowania gromadzenia danych na poziomie krajowym.
      Efektem prac ma być powstanie sieci naukowej, które będzie integrowała instytucje zajmujące się barkodingiem oraz koordynującej barkodowanie bioróżnorodności Europy.
      Polska została wybrana jako kraj modelowy do rozwinięcia krajowej sieci barkodingowej (Polish Barcode of Life, PolBOL). Działania te będą oparte o krajowy punkt kontaktowy sieci International Barcode of Life (iBOL), a w ich ramach zostanie wdrożony w naszym kraju biomonitoring bazujący na DNA. Polski zespół zbuduje też bibliotekę barkodów DNA organizmów żyjących w Polsce. Jak poinformował nas jego lider, profesor Grabowski, uczeni skupią się na faunie wodnej, dark taxa oraz cennych okazach muzealnych, a w dalszej perspektywie będą też barkodowali inne grupy organizmów, w tym grzyby czy rośliny.
      Polacy wyznaczą też – oczywiście we współpracy z innymi członkami konsorcjum naukowego – gatunki i obszary szczególnie cenne dla Europy oraz wezmą udział w badaniach różnorodności genetycznej w tych regionach. W ramach tego zadania będą kontynuowali trwającą już do kilku lat współpracę z Charkowskim Uniwersytetem Narodowym im. Wasyla Karazina, polegającą na badaniu ekosystemów wodnych stepu czarnomorskiego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Yale i Uniwersytetu w Ottawie wykazali, że najmniejsza biochemiczna zmiana w jednym z białek jest kluczowym elementem dla replikacji i naprawy DNA u wszystkich roślin i zwierząt. Odkrycie rzuca nowe światło na histony, które wchodzą w skład chromatyny i odgrywają ważną rolę w upakowaniu DNA w chromosomach.
      Histony to białka niezwykle konserwatywne ewolucyjnie, a H3 należą do najbardziej konserwatywnych.
      Naukowcy od dawna zastanawiali się, dlaczego histon H3.1 różni się zaledwie jednym aminokwasem od identycznego poza tym histonu H3.3. Okazało się, że ta minimalna różnica odgrywa kolosalną rolę.
      Histon H3.1 występuje u wszystkich roślin i zwierząt. Dlatego też naukowcy przypuszczali, że w jakiś sposób jest on powiązany z replikacją DNA podczas podziału komórkowego. Nie wiedzieli jednak, na czym polega jego rola.
      Yannick Jacob z Yale University i jego zespół wykorzystali rzodkiewnik pospolity (Arabidopsis thaliana) jako modelową roślinę podczas swoich badań nad tym zagadnieniem. Manipulując genomem rośliny wykazali, że zmiana pojedynczego aminokwasu w histonie H3.1 wpływa na zdolność naprawy DNA podczas podziału komórkowego. H3.1 służy jako znacznik, wskazujący miejsce i czas naprawy. Powoduje on, że szlak naprawy DNA jest aktywny wyłącznie w czasie podziału, mówi Jacob.
      Naukowcy, by potwierdzić swoje spostrzeżenie, prowadzili podziały komórek pozbawionych H3.1. Zauważyli, że w takim wypadku w komórkach pojawiały się mutacje, dochodziło do aktywacji alternatywnych szlaków naprawy DNA oraz licznych błędów rozwojowych komórki.
      Zrozumieniu roli H3.1 i zmian we wspomnianym aminokwasie może pomóc w opracowaniu nowatorskich metod walki z wieloma różnymi chorobami, w tym z nowotworami. Pokazuje również, że nawet minimalna zmiana w budowie białka może mieć olbrzymie konsekwencje dla całej ewolucji życia na Ziemi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Powszechnie spotykany rzodkiewnik pospolity (Arabidopsis thaliana) może znacząco zmienić nasze rozumienie mechanizmów ewolucyjnych, pomóc w opracowaniu lepszych roślin uprawnych czy w walce z rakiem. To modelowa roślina wykorzystywana do badań w botanice (m.in. w genetyce). A najnowsze badania nad nią przyniosły zaskakujące informacje.
      Zawsze sądziliśmy, że mutacje DNA przytrafiają się losowo na całej jego długości. Okazuje się, że mutacje nie są aż tak bardzo przypadkowe i nie jest przypadkiem, gdy pomagają roślinom. To prowadzi co całkowitej zmiany myślenia o mutacjach, mówi profesor Grey Monroe z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis.
      Uczony wraz z kolegami pracowali przez trzy lata nad skewencjonowaniem DNA setek rzodkiewników pospolitych. Genom tej rośliny jest stosunkowo nieduży, zawiera 120 milionów par bazowych. Genom człowieka ma 3 miliardy par. I to właśnie z powodu tej prostoty rzodkiewnik jest rośliną modelową.
      Prace zaczęły się w Instytucie im. Maxa Plancka, gdzie w warunkach laboratoryjnych hodowano rzodkiewniki. Roślinom zapewniono bardzo dobre warunki. Tak dobre, że egzemplarze, które w naturze by nie przetrwały z powodu różnego rodzaju defektów, mogły nadal rosnąć.
      Gdy następnie zskewencjonowano genom setek rzodkiewników, znaleziono w nich ponad milion mutacji. I – wbrew temu czego się spodziewano – okazało się, że mutacje istnieje nielosowy wzorzec mutacji.
      Na pierwszy rzut oka to, co odkryliśmy, wydaje się przeczyć obowiązującym teoriom mówiącym, że mutacje są całkowicie losowe i jedynie dobór naturalny decyduje o tym, która mutacja się utrzyma, mówi jeden z głównych autorów badań, Detlef Weigel z Instytutu im. Maxa Plancka. Okazało się bowiem, że istnieją całe fragmenty DNA, w których do mutacji dochodzi rzadko. We fragmentach tych odkryto nadreprezentację najbardziej istotnych genów, odpowiedzialnych np. za wzrost komórek czy ekspresję genów. To bardzo ważne fragmenty genomu. Obszary, które są najważniejsze są chronione przed mutacjami, mówi Monroe. Jako, że są to regiony wrażliwe, mechanizmy naprawy DNA muszą być tam szczególnie efektywne, dodaje Weigel.
      Badacze zauważyli, że sposób, w jaki DNA jest zawinięte wokół różnych rodzajów białek wydaje się dobrym wskaźnikiem tego, czy dany fragment będzie ulegał mutacjom. "To oznacza, że jesteśmy w stanie przewidzieć, które geny są bardziej narażone na mutacje, a które mniej. A to daje nam całkiem dobre pojęcie o tym, co się dzieje", stwierdza niemiecki uczony.
      Odkrycie nabiera szczególnego znaczenia na gruncie teorii ewolucji. Oznacza ono bowiem, że rzodkiewnik ewoluował tak, by chronić swoje geny przed mutacjami. To niezwykle ekscytujące odkrycie, gdyż możemy zacząć zastanawiać się, w jaki sposób chronić ludzkie DNA przed mutacjami, cieszy się Weigel.
      Jeśli będziemy wiedzieli, dlaczego jedne obszary DNA są bardziej podatne na mutacje niż inne, możemy spróbować rozwijać rośliny o pożądanych cechach. A także opracować metody ochrony przed mutacjami prowadzącymi do nowotworów.
      Nasza praca daje szerszy obraz sił stojących za naturalną bioróżnorodnością. Może ona zainspirować teoretyczne i praktyczne badania nad ewolucyjną rolą mutacji, czytamy w podsumowaniu badań.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nowe mutacje, które nie zostały odziedziczone ani po matce, ani po ojcu, mogą prowadzić do niepłodności u mężczyzn. Naukowcy z Newcaslte University odkryli nieznany dotychczas mechanizm genetyczny, który może powodować poważne formy męskiej niepłodności. Jego lepsze zrozumienie może pomóc w opracowaniu sposobów leczenia tej przypadłości.
      Uczeni zauważyli, że mutacje w czasie reprodukcji, do których dochodzi w procesie replikacji DNA rodziców, mogą powodować u ich syna niepłodność. To całkowicie zmienia nasze rozumienie męskiej niepłodności. Większość badań skupia się nad recesywnie dziedziczonymi przyczynami niepłodności, gdy oboje rodzice są nosicielami zmutowanego genu, a do niepłodności dziecka dochodzi, gdy ich syn otrzyma obie zmutowane kopie, zauważa główny autor badań, profesor Joris Veltman, dyrektor Instytutu Nauk Biologicznych. Nasze badania pokazały jednak, że znaczącą rolę w niepłodności odgrywają mutacje, do których dochodzi w czasie replikowania DNA. Obecnie nie rozumiemy większości przyczyn niepłodności u mężczyzn. Mamy nadzieję, że badania te spowodują, że będziemy w stanie pomóc większej liczbie pacjentów.
      Naukowcy analizowali DNA 185 niepłodnych mężczyzn i ich rodziców. Zidentyfikowali 145 rzadkich mutacji, które prawdopodobnie odpowiadają za niepłodność. Aż 29 z nich to mutacje dotykające genów bezpośrednio zaangażowanych w spermatogenezę i inne procesy komórkowe związane z reprodukcją. U wielu z badanych zauważono mutację w genie RBM5. Z badań na myszach wiemy zaś, że gen ten odgrywa ważną rolę w pojawieniu się niepłodności.
      Co bardzo ważne, mutacje te zwykle powodują dominującą formę niepłodności, do pojawienia się której potrzebny jest jeden zmutowany gen. W takim wypadku istnieje aż 50% ryzyko, że mutacja ta trafi do potomka mężczyzny w przypadku wykorzystywania technik wspomaganego rozrodu. Obecnie dzięki technikom tym rodzą się miliony dzieci na całym świecie. A najnowsze odkrycie pokazuje, że mogą one odziedziczyć niepłodność po swoim ojcu.
      Jeśli będziemy w stanie uzyskać diagnozę genetyczną, to zaczniemy lepiej rozumieć problem męskiej niepłodności oraz to, dlaczego niektórzy niepłodni mężczyźni nadal wytwarzają spermę, którą można wykorzystać podczas wspomaganego rozrodu. Dzięki naszym badaniom i badaniom prowadzonym przez innych, lekarze mogą poprawić współpracę z parami zmagającymi się z niepłodnością, dodaje profesor Veltman.
      Teraz autorzy odkrycia chcą w ramach międzynarodowego konsorcjum powtórzyć swoje badania z udziałem tysięcy pacjentów i ich rodziców.
      Szczegóły badań opublikowano na łamach Nature Communications.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Analizy DNA z jednego z najlepiej zachowanych neolitycznych grobowców z terenu Wielkiej Brytanii ujawniły, że większość pochowanych tam osób to przedstawiciele pięciu pokoleń jednej rodziny. Opublikowane na lamach Nature badania to pierwsza praca, która tak dokładnie opisuje strukturę rodziny epoki kamienia, a jej autorzy mówią, że rzuca ona nowe światło na rodzaje pokrewieństwa oraz praktyki grzebalne neolitu.
      Archeolodzy z Newcastle University oraz genetycy z Uniwersytetu Kraju Basków. Uniwersytetu Wiedeńskiego oraz Uniwersytetu Harvarda przeanalizowali DNA z kości i zębów 35 osób pochowanych w grobowcu Hazleton North w regionie Cotswolds-Severn. Okazało się, że 27 osób było blisko ze sobą spokrewnionych. Wszyscy żyli mniej więcej w latach 3700–3600 p.n.e., czyli około 100 lat po pojawieniu się rolnictwa na Wyspach Brytyjskich.
      Naukowcy wykazali, że większość zmarłych to potomkowie czterech kobiet, które miały wszystkie dzieci z tym samym mężczyzną.
      Hazleton North składa się z dwóch komór grobowych w kształcie litery L usytuowanych na północy i południu od głównej osi całej struktury. Zmarłych po śmieci składano wewnątrz jednej z komór. Badania wykazały,że mężczyźni byli chowani wraz z ojcami i braćmi, co wskazuje na dziedziczenie w linii męskiej. Późniejsze pochowane pokolenia są powiązane z pierwszym pokoleniem wyłącznie za pośrednictwem mężczyzn.
      W grobowcu pochowano też dwie dziewczynki z tej rodziny. Brak jednak dorosłych córek pochowanych tutaj mężczyzn, co wskazuje, że prawdopodobnie pochowano je z mężczyznami, z którymi miały dzieci lub jeszcze gdzieś indziej.
      Co interesujące, mimo że prawo do używania grobowca było dziedziczone w linii męskiej, wybór co do pochówku w południowej lub północnej komorze zależał początkowo od kobiety z pierwszej generacji, która była przodkiem zmarłych. To zaś sugeruje, że kobieta ta była ważną osobą we wspólnej pamięci tej społeczności.
      Badania te dały nam wyjątkowy wzgląd w organizację rodzinną neolitycznych społeczności. Grobowiec Hazleton North ma dwie oddzielne komory. Do jednej można się dostać przez wejście południowe, do drugiej przez północne. A jednym z najbardziej niezwykłych odkryć było, że początkowo każda z komór była wykorzystywana do chowania zmarłych z jednej gałęzi tej samej rodziny. Odkrycie to ma bardzo ważne szerokie implikacje, gdyż sugeruje, że budowa innych neolitycznych grobowców może zdradzić nam, w jaki sposób spokrewnione były osoby tam pochowane, mówi doktor Chris Fowler z Newcastle University.
      Odkryto też wskazówki sugerujące, że do rodziny przyjmowano pasierbów. Znaleziono bowiem szczątki mężczyzn, których matka również była pochowana w grobowcu, ale nie było tam zwłok ich ojca. Natomiast ich matka miała też dzieci z mężczyzną z tej rodziny. Ponadto osiem pochowanych osób nie było spokrewnionych z resztą, co może wskazywać, że pokrewieństwo nie było jedynym elementem dającym prawo do pochówku w tym grobowcu. Trzy z tych osób to kobiety. Być może ich partnerzy należeli do rodziny i są tam pochowani, jednak pary te albo nie miały dzieci, albo były to córki, które dożyły do dorosłości i opuściły społeczność, dlatego brak ich ciał.
      Ron Pinhasi z Uniwersytetu Wiedeńskiego stwierdził, że jeszcze kilka lat temu trudno było sobie wyobrazić, że kiedykolwiek poznamy strukturę neolitycznej rodziny. To dopiero początek. Bez wątpienia pozostało nam wiele do odkrycia na innych stanowiskach na terenie Wielkiej Brytanii, atlantyckiego wybrzeża Francji i w innych miejscach. A David Reich z Uniwersytetu Harvarda uważa, że tak właśnie będzie wyglądała przyszłość badań archeologicznych. Archeolodzy będą mogli przeprowadzić analizy DNA o tak dużej rozdzielczości, że poznają odpowiedzi na naprawdę interesujące pytania.
      Hazleton North to bardzo ważne stanowisko archeologiczne, które przyniosło wiele istotnych informacji. To tam znaleziono najstarszy bezpośredni dowód na spożycie mleka przez ludzi.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...