Projekt genomu neandertálce - Neanderthal genome project

Genom projekt neandrtálský je snaha skupiny vědců sekvence na neandrtálského genomu , která byla založena v červenci 2006.

Byl iniciován 454 Life Sciences , biotechnologickou společností se sídlem v Branfordu, Connecticut ve Spojených státech, a je koordinován Max Planckovým institutem pro evoluční antropologii v Německu. V květnu 2010 projekt zveřejnil svůj původní návrh neandertálského genomu (Vi33.16, Vi33.25, Vi33.26) na základě analýzy čtyř miliard párů bází neandertálské DNA. Studie zjistila, že mezi neandertálci a anatomicky moderními lidmi došlo k určité směsi genů, a předložila důkaz, že prvky jejich genomu zůstávají u moderních lidí mimo Afriku.

V prosinci 2013, vysoká pokrytí genom z neandrtálců byl zaznamenán poprvé. DNA byla extrahována z fragmentu prstu od ženy neandertálských vědců, kteří dabovali „Altajský neandertálci“. Byl nalezen v Denisově jeskyni v pohoří Altaj na Sibiři a odhaduje se, že je starý 50 000 let.

Zjištění

Vědci získali starověkou DNA neandertálců extrakcí DNA ze stehenních kostí tří 38 000 let starých ženských neandertálských vzorků z jeskyně Vindija v Chorvatsku a dalších kostí nalezených ve Španělsku, Rusku a Německu. K sekvenování bylo zapotřebí pouze asi půl gramu vzorků kostí (nebo 21 vzorků po 50–100 mg), ale projekt se potýkal s mnoha obtížemi, včetně kontaminace vzorků bakteriemi , které kolonizovaly tělo neandertálce a lidi, kteří manipuloval s kostmi v místě výkopu a v laboratoři.

Svante Pääbo , ředitelka odboru genetiky Institutu Maxe Plancka pro evoluční antropologii a vedoucí jeho projektu genomu neandertálce.

V únoru 2009 tým Institutu Maxe Plancka vedený Svante Pääbo oznámil, že dokončili první návrh genomu neandrtálce. Počáteční analýza dat navrhovaná v „genomu neandertálců, lidského druhu vedeného k vyhynutí“ „žádná významná stopa genů neandertálců u moderních lidí“. Nové výsledky naznačují, že někteří dospělí neandertálci netolerovali laktózu . K otázce potenciálního klonování neandrtálce Pääbo poznamenal: „Počínaje DNA extrahovanou z fosilie je a zůstane nemožné.“

V květnu 2010 projekt vydal návrh jejich zprávy o sekvenovaném genomu neandrtálců. V rozporu s výsledky objevenými při zkoumání mitochondriální DNA (mtDNA) prokázali řadu genetických přínosů pro neafrické moderní lidi v rozmezí od 1% do 4%. Ze svých vzorků Homo sapiens v Eurasii (francouzština, čínština Han a papuánština) autoři uvedli, že je pravděpodobné, že v Levantě došlo ke křížení ještě před migrací Homo sapiens do Evropy. Toto zjištění je sporné kvůli nedostatku archeologických důkazů podporujících jejich tvrzení. Fosilní důkazy neumisťují neandertálce a moderní lidi v této době a místě do těsné blízkosti. Podle předběžných sekvencí z roku 2010 je 99,7% nukleotidových sekvencí moderního lidského a neandertálského genomu identických, ve srovnání s lidmi, kteří se šimpanzem sdílejí přibližně 98,8% sekvencí . (Nějakou dobu studie týkající se shodnosti mezi šimpanzi a lidmi modifikovaly shodnost 99% na shodnost pouze 94%, což ukazuje, že genetická mezera mezi lidmi a šimpanzi byla mnohem větší, než se původně předpokládalo, ale novější poznatky uvádějí rozdíl mezi lidmi, šimpanzů a bonobo na jen o 1,0-1,2% znovu.)

V roce 2010 navíc objev a analýza mtDNA z homininu Denisova na Sibiři odhalila, že se liší od moderních lidí o 385 bází ( nukleotidů ) v řetězci mtDNA z přibližně 16 500, zatímco rozdíl mezi moderními lidmi a neandertálci je kolem 202 základen. Naproti tomu rozdíl mezi šimpanzi a moderními lidmi je přibližně 1462 párů bází mtDNA. Poté probíhala analýza jaderné DNA vzorku a očekávalo se, že objasní, zda je nález odlišným druhem . Přestože linie mtDNA homininu Denisovy předchází divergenci moderních lidí a neandertálců, koalescentní teorie nevylučuje novější datum divergence její jaderné DNA.

Fragment žebra z částečné kostry neandertálského dítěte nalezeného v jeskyni Mezmaiskaya na severozápadním úpatí Kavkazu byl radiokarbonově datován v roce 1999 na 29 195 ± 965  BP , a proto patřil k nejnovějším žijícím neandertálcům. Starověká DNA získaná pro sekvenci mtDNA vykazovala 3,48% divergenci od Feldhoferova neandertálce , asi 2500 km západně v Německu, a v roce 2011 fylogenetická analýza umístila dva do kladu odlišného od moderních lidí, což naznačuje, že jejich typy mtDNA nepřispěly do moderního lidského fondu mtDNA.

V roce 2015 Izrael Hershkovitz z Tel Avivské univerzity oznámil, že lebka nalezená v jeskyni na severu Izraele je „pravděpodobně žena, která žila a zemřela v této oblasti asi před 55 000 lety, umístila tam moderní lidi a poté vůbec poprvé “, což ukazuje na potenciální čas a místo, kde se moderní lidé poprvé křížili s neandertálci.

V roce 2016 projekt zjistil, že neandertálci se s moderními lidmi chovali několikrát a že se neandertálci křížili s denisovany pouze jednou, což dokazuje genom novodobých Melanésanů.

V roce 2006 zveřejnily své výsledky dva výzkumné týmy pracující na stejném vzorku neandertálců, Richard Green a jeho tým v Nature a tým Jamese Noonana ve Science . Výsledky byly přijaty s určitým skepticismem, hlavně kolem otázky možného přimíchání neandrtálců do moderního lidského genomu.

V roce 2006 tým Richarda Greena použil tehdy novou sekvenační techniku ​​vyvinutou 454 Life Sciences, která zesiluje jednotlivé molekuly pro charakterizaci a získala více než čtvrt milionu unikátních krátkých sekvencí („čte“). Tato technika přináší náhodně umístěná čtení, takže se také náhodně objeví sledované sekvence - geny, které se liší mezi moderními lidmi a neandertálci. Tato forma přímého sekvenování však ničí původní vzorek, takže pro získání nových čtení musí být více vzorků destruktivně sekvenováno.

Noonanův tým vedený Edwardem Rubinem použil jinou techniku, při které se neandertálská DNA vkládá do bakterií, které vytvářejí více kopií jednoho fragmentu. Ukázali, že neandertálské genomové sekvence lze obnovit pomocí přístupu založeného na metagenomické knihovně. Veškerá DNA ve vzorku je „zvěčněna“ do metagenomických knihoven. Vybere se fragment DNA a poté se množí v mikrobech. Výsledné neandertálské DNA sekvence lze poté sekvenovat nebo lze studovat specifické sekvence.

Celkově byly jejich výsledky nápadně podobné. Jedna skupina navrhla, že existuje náznak míchání mezi lidským a neandertálským genomem, zatímco druhá nenašla žádný, ale oba týmy uznaly, že datový soubor není dost velký na to, aby poskytl definitivní odpověď.

Publikace by Noonan a jeho tým odhalil neandertálského DNA sekvencí odpovídající šimpanzí DNA, ale ne moderní lidské DNA, na více místech, a umožnit tak první přesný výpočet ode dne nejnovějších společného předka všech H. sapiens a H. neanderthalensis . Výzkumný tým odhaduje nejnovějšího společného předka jejich vzorků H. neanderthalensis a jejich referenční sekvence H. sapiens žila před 706 000 lety (doba divergence), přičemž odhaduje oddělení lidské a neandertálské rodové populace před 370 000 lety (mezičas).

"Naše analýzy naznačují, že v průměru jsme získali neandertálskou genomovou sekvenci a referenční sekvenci lidského genomu nejnovějšího společného předka před ~ 706 000 lety a že lidská a neandertálská rodová populace se rozdělila před ~ 370 000 lety, před vznikem anatomicky moderních lidé. "

-  Noonan a kol. (2006)

Na základě analýzy mitochondriální DNA se odhaduje rozdělení linií neandertálců a H. sapiens na dobu 760 000 až 550 000 let ( 95% CI ).

V neandertálské DNA ze vzorků El Sidrón 1253 a 1351c byly objeveny mutace genu FOXP2 souvisejícího s řečí, identického s těmi u moderních lidí , což naznačuje, že neandertálci mohli s moderními lidmi sdílet některé základní jazykové schopnosti.

Viz také

Všeobecné:

Reference

Další čtení

externí odkazy