Эпигенетика связана с адаптацией к высокогорью в Андах

Исследование антропологов Университета Эмори использовало новый подход, чтобы понять, как коренные народы адаптировались к жизни в высокогорных Андах (выше 2500 м), где низкий уровень кислорода, холод и интенсивное ультрафиолетовое излучение создают экстремальные условия.

Исследование метилома у коренных народов

Вместо сканирования всего генома на предмет изменений в генетическом коде, учёные впервые проанализировали весь метилом у 39 человек из двух современных коренных популяций:

  • Кичва из высокогорных Анд Эквадора.
  • Ашанинка из низменностей бассейна Амазонки (Перу/Эквадор).

Метилом показывает эпигенетические изменения — как гены экспрессируются в ответ на среду через химический процесс метилирования ДНК. Исследование, опубликованное в Environmental Epigenetics, свидетельствует, что эпигенетика может играть большую роль в адаптации, чем считалось ранее.

Ключевые эпигенетические различия

Анализ трёх миллионов пар оснований выявил сильные различия в метилировании ДНК между высокогорной и низменной популяциями:

  1. Гены PSMA8 и FST, связанные с регуляцией сосудистой системы и мышц сердца.
  2. Гены в пути P13K/AKT, ассоциированные с ростом мышц и созданием новых кровеносных сосудов.

Учёные предполагают, что взаимодействие этих эпигенетических различий может объяснять обнаруженные у высокогорных андских популяций усиленную мускулатуру мелких артерий и более высокую вязкость крови. Это может представлять уникальную сосудистую адаптацию к низкому содержанию кислорода, отличную от адаптации тибетцев.

Также выявлены сильные различия в метилировании 39 генов, связанных с пигментацией, что может объяснять адаптацию к сильному УФ-излучению.

Значение для понимания адаптации

"Особенно интересно, что мы не видим этих сильных сигналов в геноме, но видим их в метиломе", — отмечает старший автор исследования Джон Линдо.

Эпигенетическое изменение — более гибкий ответ на влияние среды, не обязательно наследуемый. Однако предки Кичва живут в Андах уже около 10 000 лет. "Наши данные говорят, что эпигенетика может вносить долгосрочный вклад в адаптацию", — говорит Линдо.

Направления работы и взаимодействие

Лаборатория древней ДНК Линдо в Эмори строит отношения с коренными народами и местными учёными, обеспечивая полное сотрудничество и доступ сообществ к результатам. Частью проекта станут воркшопы для непосредственного ознакомления с выводами общин Кичва и Ашанинка.