Еще 15 000 лет назад люди делили свои пещеры с другой группой праведных обезьян, называемых денисовцами. Два гоминина были генетически различны, отделяясь от своего ближайшего общего предка более 500 000 лет назад, но они были физически близки. Люди и денисовцы спаривались - вероятно, много - в диапазоне, который охватывал от Сибири до Юго-Восточной Азии, оставляя скудную генетическую линию, которая все еще обнаруживается в некоторых человеческих популяциях сегодня.
Помимо этих генетических записок, осталось лишь несколько напоминаний о наших древних знакомых - челюстная кость, некоторые зубы и мизинец кости девушки с ложкой ДНК на кончике, вырванной из пещеры в Сибири в 2010 году. Полных скелетов или черепов никогда не было. были найдены, заставляя ученых задуматься: на что были похожи эти прото-люди?
Новое исследование, опубликованное сегодня (18 сентября) в журнале Cell, направлено на то, чтобы ответить на этот вопрос беспрецедентным генетическим анализом. Создав метильную карту генома денисовцев, то есть карту, показывающую, как химические изменения в экспрессии генов могут влиять на физические особенности, международная команда исследователей воссоздала первый правдоподобный портрет 40000-летней денисованской девочки, чья мизинец помогла запустить новую ветку человеческого генеалогического древа.
Результаты показывают фигуру с низким лбом, выпуклой челюстью и почти несуществующим подбородком - общая анатомия, не очень отличающаяся от другой группы вымерших людей, неандертальцев, которые заняли Землю примерно в то же время.
«Я ожидал, что черты Денисована будут схожи с неандертальцами, просто потому, что неандертальцы являются их ближайшими родственниками», - сказал в интервью Live Science ведущий автор исследования Дэвид Гохман, генетик из Стэнфордского университета. «Но в тех немногих чертах, где они различаются, различия чрезвычайно велики».
Например, Гохман и его коллеги обнаружили, что у денисовцев зубные дуги были значительно длиннее (то есть их верхний и нижний ряды зубов выступали дальше), чем у неандертальцев и современных людей; и вершины их черепов вытянуты заметно шире. Эти результаты дают Гохману некоторую надежду на то, что два частичных черепа, недавно обнаруженных в Китае, могут действительно принадлежать широкоголовым денисовцам, что потенциально расширяет скудные записи окаменелостей наших неуловимых, мертвых родственников.
Pinky Promise
Итак, как вы восстанавливаете лицо вымершего человека, когда все, с чем вам нужно работать, это немного ДНК на кончике пальца? В этом исследовании Гохман и его коллеги искали отклонения в экспрессии генов или то, как химические ингибиторы могут влиять на определенные физические особенности в генетическом коде человека.
«Существуют различные слои, которые составляют наш геном», - сказал Гохман. «У нас есть сама последовательность ДНК, где кодируются наши гены. Кроме того, существуют регуляторные слои, которые контролируют, какие гены активируются или дезактивируются и в какой ткани».
Одним из таких слоев является процесс, называемый метилированием ДНК. Метилирование происходит, когда химические вещества, содержащие один атом углерода и три атома водорода, также известные как метильные группы, связываются с определенными молекулами ДНК. Хотя это связывание не меняет основную последовательность ДНК, оно может влиять на способ экспрессии определенных генов. Определенные паттерны метилирования могут указывать, например, на то, имеет ли клетка рак, и могут привести к анатомическим деформациям.
Итак, исследователи посмотрели на доступную денисовскую ДНК, чтобы сравнить паттерны метилирования группы с таковыми, обнаруженными у людей и неандертальцев, чтобы увидеть, где их экспрессия гена перекрывалась и где он расходился. После того, как уникальный профиль метилирования денисованцев был нанесен на карту, исследователи попытались выяснить, какие физические особенности были изменены каждым метилированным геном, основываясь на известных человеческих расстройствах, которые возникают, когда те же самые гены ингибируются.
Команда обнаружила у денисовцев 56 признаков, которые, по их прогнозам, отличаются от современных людей и неандертальцев, 32 из которых привели к явным анатомическим различиям. В дополнение к своим широким черепам и выступающим челюстям, у денисовцев были более широкие таза и грудные клетки, чем у современных людей, и более тонкие, более плоские лица, чем у неандертальцев.
Чтобы проверить точность своих анатомических предсказаний, исследователи также создали аналогичные метильные карты для неандертальцев и шимпанзе - двух видов с известной анатомией - которые они могли бы использовать для мгновенной проверки своих предсказаний. Они обнаружили, что около 85% их прогнозов о том, какие черты расходятся и в каком направлении (скажем, был ли череп неандертальца шире или тоньше человеческого), были мертвыми.
Это дало исследователям надежду на то, что их реконструированный Денисован был недалеко от древней реальности. Окончательная проверка их предсказаний состоялась в мае 2019 года, когда, по сообщениям, отдельная группа исследователей впервые определила денисовскую челюсть. Когда Гохман и его коллеги сравнили свои прогнозы с фактической анатомией челюстной кости, они обнаружили, что семь из восьми их прогнозов совпадают.
«Единственный верный тест наших предсказаний - найти больше костей Денисована и сопоставить их», - сказал Гохман. Он добавил, что окаменелость его мечты будет включать в себя часть лица Денисована - «просто лица настолько разные между разными людьми», сказал он.
