Структура, которая представляет собой самое большое известное генетическое различие между людьми и неандертальцами, также предрасполагает людей к аутизму.
Международная группа исследователей во главе с ученым-геномом из UW Medicine Эваном Эйхлером опубликовала результаты сегодня в журнале Nature.
В структуру входит сегмент ДНК на хромосоме 16, содержащий 28 генов. Этот сегмент окружен блоками ДНК, последовательности которых повторяются снова и снова.
Такие участки дублированной ДНК, называемые вариантами с числом копий, обычны в геноме человека и часто содержат несколько копий генов. Хотя большинство вариантов числа копий, по-видимому, не оказывают вредного воздействия на здоровье, некоторые из них связаны с болезнью.
Однако, когда обе цепи сегмента ДНК фланкированы очень идентичными последовательностями, они могут быть подвержены большим различиям в количестве копий, включая делеции, дупликации и другие изменения, в процессе деления клеток. В этом случае делеция, которая вызывает потерю 28 генов сегмента, приводит к аутизму.
В новом исследовании исследователи определили, что эта структура, расположенная в области на хромосоме 16, обозначенной как 16p11.2, впервые появился в геноме наших предков около 280000 лет назад, незадолго до появления современного человека, Homo sapiens. Этой организации нет ни у каких других приматов – ни у шимпанзе, горилл, ни орангутангов, ни в геномах наших ближайших родственников, неандертальцев и денисовцев. Однако сегодня, несмотря на то, что структура является относительно новым генетическим изменением, она обнаруживается в геномах людей во всем мире.
"Большинству дупликаций в нашем геноме миллионы лет, и скорость, с которой эта структура преобразовала наш геном, беспрецедентна," сказал соавтор Эйхлер, профессор геномных наук и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза. "Широкое и быстрое распространение этих вариантов числа копий предполагает, что гены в повторяющихся участках дают преимущества, которые перевешивают недостатки, связанные с повышенным риском аутизма у некоторых потомков, если произойдет делеция."
Варианты числа копий могут играть важную роль в эволюции человека, потому что, как вид, мы относительно однородны генетически.
"Если бы вы вывели двух шимпанзе из дикой природы, в их геномах было бы в два раза больше генетических различий, чем вы могли бы увидеть между двумя людьми. А различий у орангутанов втрое больше. Наличие этих структур означает, что у нас есть способ радикально реструктурировать наш геном за очень короткий промежуток времени, вызывая изменения, которые в противном случае могли бы занять сотни миллионов лет эволюции – но за счет повышенного риска аутизма и других психоневрологических заболеваний. расстройства," он сказал.
Одно из преимуществ вариантов с числом копий: они содержат несколько копий генов, которые могут мутировать и приобретать новые, потенциально полезные функции.