Решена загадка 1% отличия человека от обезьян

"Если человек и шимпанзе генетически идентичны на 99%, почему мы всё же настолько отличны?" – этот вопрос биологи задают себе много лет. Ответ, кажется, наконец-то нашли Ральф Хэйгуд (Ralph Haygood) и его коллеги из университета Дюка (Duke University).

Участок генома, изменившийся у человека сильнее всего, исследователи обнаружили в 2006-м, но большой ясности это открытие не внесло. Возможно, что секрет в сильном различии человека и обезьян следовало искать не только в отличных генах, но и в генах, которые были, как кажется, одинаковыми.

Возможное решение этой "загадки 1%" ещё в 1975 году предложил ныне покойный биолог Аллан Уилсон (Allan Wilson ) из Калифорнийского университета в Беркли (University of California, Berkeley). Уже тогда было ясно, что генетические отличия человека и шимпанзе крайне малы, хотя о полной записи всего кода того и другого вида и говорить не приходилось.

Уилсон и его коллега Мэри-Клэр Кинг (Mary-Claire King) решили, что, поскольку генетические наборы столь близки, важную роль в отличии человека от шимпанзе играют различия в регулировании работы имеющихся генов, то есть тех 99%, которые хоть и являются общими, но, по-видимому, активируются несколько иначе.

Теперь Хэйгуд со товарищи смогли доказать верность давней догадки. Они выполнили первый обзор на уровне генов регионов-промоутеров — участков ДНК, регулирующих время и уровень активности смежных генов.

Учёные воспользовались данными по геному человека, шимпанзе и, для сравнения, макаки. Причём анализу подверглись промоутеры для 6280 генов, которые присутствуют во всех трёх видах.

Генетики сравнивали эти регионы с нефункциональными участками-промоутерами и делали заключение о темпе эволюционного изменения в тех или иных промоутерах. Оказалось, что у 575 человеческих генов, многие из которых были связаны с работой мозга и, что более удивительно, питанием, промоутеры имеют сильные отличия от своих аналогов у обезьян. А это учёные посчитали признаком положительного эволюционного отбора, который помог нам стать теми, кто мы есть.

Из участков-промоутеров, подвергшихся наиболее ускоренной эволюции у человека, исследователи отметили районы, затрагивающие развитие нервной системы, в частности — формирование аксонов.

А что ещё интереснее — более 100 генов из той половины тысячи с лишним связаны с метаболизмом углеводов, особенно — глюкозы. Хэйгуд полагает, что некогда энергию для развития мозга человек получил благодаря изменениям в рационе (в сравнении с шимпанзе) — переходу от фруктов к клубням и корням.

Подробнее об исследовании вы можете узнать из отчёта его авторов в Nature Genetics.