Эволюция иммунной системы за 10 000 лет: данные палеогеномики
В 1950-х годах генетик Дж. Б. С. Холдейн объяснил сохранение мутаций, вызывающих аномалии эритроцитов в Африке, их защитой от малярии. Эта теория указала на патогены как на одно из самых сильных эволюционных давлений на человека.
Оставались вопросы о том, в какие именно эпохи давление патогенов было максимальным и как оно повлияло на современный риск воспалительных и аутоиммунных заболеваний.
Учёные из Института Пастера, Университета Париж Ситэ, CNRS, Коллеж де Франс, Института Imagine и Рокфеллеровского университета (США) применили подход палеогеномики — изучения ДНК из ископаемых останков.
В исследовании, опубликованном в журнале Cell Genomics, проанализирована изменчивость геномов более 2800 человек, живших в Европе за последние десять тысячелетий (неолит, бронзовый век, железный век, Средневековье, современность).
Ключевые результаты
Адаптация к патогенам: Учёные выявили мутации, частота которых быстро росла («положительный» отбор). Они расположены в 89 генах, связанных с врождённым иммунным ответом, включая:
- Гены OAS (противовирусная активность).
- Ген системы групп крови ABO.
Время ускорения: Большинство этих событий положительного отбора начались относительно недавно — с начала бронзового века (~4500 лет назад). Это связывают с ростом популяции и сильным давлением патогенов (например, распространение чумы).
Вредные мутации: Также выявлены мутации, частота которых падала («отрицательный» отбор). Они повышали риск болезней и также в основном расположены в генах врождённого иммунитета (TYK2, LPB, TLR3, IL23R). Их вредное влияние на риск инфекций подтверждено экспериментально.
Связь с современными болезнями: Проверена теория, что прошлый отбор на устойчивость к инфекциям повысил современный риск аутоиммунных расстройств.
- Мутации, связанные с повышенным риском воспалительных заболеваний (болезнь Крона и др.), становились чаще за 10 000 лет.
- Мутации, связанные с риском инфекционных болезней (туберкулёз, гепатит, ВИЧ, COVID-19), становились реже.
«Эти результаты позволяют предположить, что риск воспалительных расстройств увеличился у европейцев со времён неолита из-за положительного отбора мутаций, повышающих сопротивляемость инфекционным заболеваниям», — объясняет Льюис Кинтана-Мурси, руководитель исследования.
Вывод: Естественный отбор нацеливался на гены иммунитета в Европе за последние 10 000 лет, особенно с начала бронзового века, что способствовало современным различиям в риске инфекционных и воспалительных заболеваний.