Группа ученых из Еврейского университета Иерусалима и Университета Барселоны предприняла попытку по ДНК реконструировать анатомическое строение денисовского человека. Исследователи ссылаются в том числе и на работы разных лет Института археологии и этнографии СО РАН, опубликованные в журналах Nature и Science.
Фото: Дмитрий Поздняков
Фото: Дмитрий Поздняков
В тех работах российских ученых была подробно проанализирована вся генетическая информация, полученная из костных останков в Денисовой пещере. В том числе проанализированы отдельные данные ДНК, характеризующие внешний облик денисовской девочки, на основе которых сотрудником ИАЭТ СО РАН Дмитрием Поздняковым в 2018 году была сделана художественная визуализация.
Денисовцы — вымершая группа людей, морфология которых остается неизвестной, их останки (пять участков костной ткани, из которых один — кость гибрида денисовского человека с неандертальцем) найдены в Денисовой пещере на Алтае; недавно половина челюсти, обнаруженная на Тибете, также атрибутирована денисовцу, правда, в ней не содержалось ДНК. Иерусалимские ученые для реконструкции денисовца использовали метод, с помощью которого можно установить связь фенотипа (внешнего вида, обусловленного генотипом) и метилированием ДНК. Метилирование — присоединение метильной группы к азотистому основанию цитозина, оно, как правило, выключает функцию данного участка гена. Для сравнения использовались денисовская ДНК, а также ДНК двух неандертальцев, один из которых — с Алтая, и ДНК пяти анатомически современных людей из останков возраста от 45 тыс. до 7,5 тыс. лет. Кроме того, использованы ДНК и внешний вид 55 современных людей и трех шимпанзе. Сравнения позволили создать полную карту метилированных областей на «дереве» гоминидов.
Работоспособность метода была сперва проверена на реконструкции скелетов неандертальца и шимпанзе, ученые получили точность больше 85% в выявлении расходящихся признаков. Уже после этого был предложен морфологический профиль денисовца. Ученые считают, что денисовцы имели общие черты с неандертальцами, в том числе удлиненное лицо и широкий таз, и различия в виде увеличения зубной дуги и расширения черепа.
ИАЭТ СО РАН — единственный институт в России, в котором организована специализированная палеогенетическая лаборатория. Руководитель межинститутского сектора молекулярной палеогенетики, кандидат биологических наук Александр Пилипенко комментирует новое исследование зарубежных коллег: «Реконструкция анатомических особенностей денисовцев интересна не столько конкретными чертами облика, которые были в нем предсказаны (в данном случае некоторыми особенностями анатомии скелета денисовцев), сколько самим подходом авторов. В предыдущих подобных исследованиях предпринимались попытки выявить отдельные черты анатомии на основе анализа последовательности ДНК в геноме денисовского человека. Этот подход работает для немногих признаков: цвет глаз, кожи, цвет и структура волос (прямые или вьющиеся). Но даже для них полученные результаты носят вероятностный характер, то есть не являются абсолютно достоверными. К сожалению, на данный момент мы имеем весьма смутное представление о тонких генетических механизмах, определяющих многие анатомические признаки даже современного человека. Еще сложнее применить эти знания для реконструкции анатомии уже исчезнувших форм».
Авторы нового исследования использовали другой подход: они анализировали не саму последовательность ДНК, а ее модификации (а именно — метилирование). Они смотрели, какие гены могли быть подавлены или, наоборот, активированы у денисовцев и неандертальцев. А затем выбирали гены, которые, по имеющейся информации, могли влиять на те или иные анатомические признаки. Фактически исследователи предсказали возможные отличия в анатомических параметрах и вероятные отклонения (а точнее, даже направления или характер этих отклонений) у денисовцев по сравнению с неандертальцами и современными людьми. Этот подход интересен тем, что дает независимый путь получения данных об анатомических особенностях, не связанный напрямую с подходами, основанными на последовательности ДНК.
Но этот подход, как и другие, имеет серьезные ограничения. Дело в том, что лишь для очень немногих анатомических признаков имеются данные, позволяющие однозначно прогнозировать влияние на них регуляции конкретных генов. Авторы и сами признают, что при проверке подхода на моделях неандертальцев ряд предсказаний оказался неточным. Поэтому я бы отнесся к этим новым данным со сдержанным оптимизмом. Да, ученые получили в свое распоряжение еще один инструмент для реконструкции анатомических особенностей исчезнувших видов и форм. Его можно и нужно использовать в комплексе с другими методами. Но также нужно понимать и то, что полученные результаты не могут считаться истиной в последней инстанции. Их необходимо будет проверять по мере накопления новых материалов.
По материалам Института археологии и этнографии СО РАН и статьи «Reconstructing Denisovan Anatomy Using DNA Methylation Maps»; David Gokhman, Nadav Mishol, Marc de Manuel, David de Juan, Jonathan Shuqrun, Eran Meshorer, Tomas Marques-Bonet, YoelRak, LiranCarmel; журнал Cell, сентябрь 2019 г.