Ученые вставили гены неандертальцев мышам — вот что произошло

Согласно результатам нового исследования, ген, который был у неандертальцев и денисовцев, приводит к тому, что у мышей развиваются большие головы, искривленные ребра и укороченные позвоночники. Исследователи использовали технологию редактирования генов CRISPR, чтобы ввести древний генетический код в грызунов, чтобы понять, как он мог повлиять на форму тела наших вымерших родственников.

Рассматриваемый ген известен как GLI3 и играет жизненно важную роль в эмбриональном развитии современных людей. Мутации в этом гене связаны с физическими пороками развития, такими как полидактилия, что означает рост дополнительных пальцев рук или ног, и деформация черепа.

И неандертальцы, и денисовцы несли слегка измененную версию гена GLI3, в которой заменена аминокислота на одном конце кодирующей области. Однако ни у одного из этих древних видов не было аномального количества пальцев или опасных для жизни дефектов черепа.

Однако, как отмечают авторы исследования, эти вымершие виды гоминидов демонстрировали несколько морфологических характеристик, которые отличались от характеристик современных людей, «включая удлиненные и низкие черепа, большие надбровные дуги и более широкие грудные клетки».

Чтобы определить, как древняя форма гена GLI3 могла повлиять на развитие наших вымерших родственников, исследователи сначала сконструировали мышей с дефектной версией гена. Это привело к тому, что у грызунов развились серьезные деформации черепа и головного мозга, а также полидактилия, что свидетельствует о том, что функционирующая версия гена необходима для здорового эмбрионального роста.

Напротив, мыши, которые были сконструированы так, чтобы нести версию гена, которой обладали неандертальцы и денисовцы, демонстрировали «измененные структуры скелета, такие как увеличенный череп, измененные формы позвонков и пороки развития ребер». Эти данные свидетельствуют о том, что древний ген не полностью нарушил эмбриональное развитие, но изменил морфологию древних людей.

По сравнению с обычными мышами, у мышей с архаичным геном было меньше позвонков и более сильное скручивание ребер, что отражает различия между современными людьми и неандертальцами.

Некоторые из этих мышей также «демонстрировали асимметричную форму грудной клетки, связанную со сколиозом», объясняют авторы работы. Это особенно интригует, поскольку недавние исследования патологий неандертальцев показали, что вымершие виды могли быть подвержены сколиозу и макроцефалии — или увеличенному размеру головы.

Таким образом, в целом представляется, что архаичная версия гена GLI3, которую несли некоторые вымершие гоминиды, могла быть, по крайней мере, частично ответственной за их характерные формы головы и тела.

По словам ученых, «эти черты связаны с предсказанным образом жизни неандертальцев, что позволяет предположить, что [древний ген] обеспечил полезные черты для вымерших гоминидов».

Исследование в настоящее время ожидает рецензирования, но доступно в виде препринта на сайте bioRxiv.