Czy starożytni ludzie byli zdrowsi od nas?

Ciekawa rzecz wydarzyła się, gdy naukowcy z Georgia Tech wykorzystali sekwencje współczesnego ludzkiego genomu, aby spojrzeć wstecz na możliwe zdrowie naszych dawnych przodków – odkryli, że podczas gdy neandertalczycy i denisowianie sprzed 30 000 do 50 000 lat wydawali się genetycznie bardziej chorzy niż my, "niedawni starożytni" sprzed kilku tysięcy lat mogli być zdrowsi. Ich artykuł "The Genomic Health of Ancient Hominins" został opublikowany w Human Biology.

Jak to możliwe? Być może leki i procedury, które pozwalają nam żyć w pewnych warunkach, również utrwalają warianty genów, które w przeciwnym razie zachorowałyby na tyle, by się nie rozmnażać. Przekazujemy te geny i nieubłaganie osłabiamy naszą globalną pulę genów.

Gepard z dziedzicznym upośledzeniem wzroku zostałby wypleniony, wyprzedziony i prawdopodobnie nie pozostawiłby potomstwa. Ale my, ludzie, po prostu używamy soczewek korekcyjnych i mamy dzieci.

BADANIE STAROŻYTNYCH GENOMÓW

Przeszliśmy długą drogę od wyobrażenia sobie, jak musiało wyglądać życie starożytnych ludzi z rzadkich zębów i kawałków kości. Teraz zsekwencjonowane genomy z kawałka denisowiańskiego pinkie, ze szkieletów neandertalczyków i z kilku pobranych próbek tkanek Ötziego, tyrolskiego człowieka lodu, dają wgląd w przeszłe zdrowie. Gdyby strzały i rany nie zostały zrobione w Ötzi 5300 lat temu, jego dziedziczna choroba serca mogłaby mieć. Miał również brązowe oczy i grupę krwi <> i nie tolerowałby laktozy, gdyby jadł nabiał. Nietolerancja laktozy jest stanem przodków typu dzikiego, który nie zaczął być wybierany, dopóki dorośli nie zaczęli spożywać produktów mlecznych innych niż ludzkie i cierpieć na skurcze.

Joe Lachance, Ali J. Berens i Taylor L. Cooper z Georgia Tech zaczęli od 449 sekwencji genomu od osób, które żyły w różnych okresach od 430 do 50 000 lat temu. Trio porównało starożytne sekwencje genomu z kompendium 3 180 wariantów genów związanych z określonymi chorobami dzisiaj, ignorując trywialne cechy i geny przenoszone na chromosomie X lub Y. Następnie wybrali 147 genomów, które miały ponad 50% wariantów genów ryzyka do dalszej analizy. Skupili się głównie na osobach, które żyły od 2 do 000 lat temu i sklasyfikowali każdego jako myśliwego-zbieracza, rolnika lub pasterza (kogoś, kto hoduje owce lub bydło).

Podobne badanie, jedno z moich ulubionych, porównywało sekwencje neandertalskiego DNA z elektroniczną dokumentacją medyczną 28 000 współczesnych Europejczyków. Dodał do listy predyspozycji, z którymi mogli się spotkać neandertalczycy: depresja, zmiany skórne, infekcje dróg moczowych i uzależnienie od tytoniu.

KWANTYFIKACJA RYZYKA CHOROBY

Naukowcy z Georgia Tech wykorzystali ogólny wynik ryzyka genetycznego (GRS), a także 9 konkretnych kategorii chorób.

GRS obejmował wszystkie 3 180 wariantów genów ważonych wielkością ich efektów. Na przykład w określaniu poziomu cholesterolu we krwi niektóre warianty genów mają ogromne skutki, takie jak mutacja powodująca rodzinną hipercholesterolemię, a inne nie tak bardzo. GRS maluje portret ryzyka, niekoniecznie rzeczywistych chorób.

Wysoki GRS jest zły. Na przykład wartość 82 oznacza, że dana osoba byłaby bardziej narażona na zachorowanie z powodu genów ryzyka niż 82% współczesnych ludzi. "To, w jaki sposób ten percentyl mapuje rzeczywiste ryzyko choroby, może być specyficzne dla cechy. Na przykład możesz być narażony na wysokie ryzyko choroby tylko wtedy, gdy jesteś powyżej 90. percentyla (pomyśl o progu odpowiedzialności), z minimalnymi różnicami w ryzyku między osobami, które znajdują się w 25. i 50. percentylu "- powiedział dr Lachance.

9 kategorii chorób to: alergia/autoimmunologia, rak, choroby układu krążenia, zęby/przyzębia, żołądkowo-jelitowe/wątrobowe, metaboliczne/masowe, różne, morfologiczne/mięśniowe oraz neurologiczne/psychologiczne.

Analiza ujawniła kilka widocznych tendencji:

• Pasterze mieli "wyjątkowo zdrowe genomy" na alergię / autoimmunizację, raka, choroby żołądkowo-jelitowe i zdrowie zębów. Rolnicy i łowcy-zbieracze byli mniej zdrowi, ale mniej więcej równi. Dr Lachance nie może wyjaśnić tego odkrycia, ale sugeruje, że lepsze zdrowie tych, którzy pracują z bydłem i owcami, mogło wynikać z narażenia na różne środowiska, być może tak jak dzisiaj, dzieci z gospodarstw rolnych mają mniej alergii niż dzieci wychowane w miastach.

• Starożytni ludzie, którzy żyli na północy, byli zdrowsi. Mieli lepsze zęby i mniej raka.

• Najstarsze osoby były mniej skłonne do raka i chorób neurologicznych / psychologicznych. Może nie żyli wystarczająco długo, aby rozwinąć raka lub zaburzenia neurologiczne, a zapisy terapeutów sprzed tysięcy lat są rzadkie.

• Najgorsze zęby mieli rolnicy. Czy było to spowodowane mieszkańcami mikrobiomu płytki nazębnej, który powstał w odpowiedzi na zacieranie wszystkich tych nowych węglowodanów z ziaren?

Szczególnie zniedołężniałym okazem był słynny neandertalczyk Ałtaj, który żył 50 000 do 100 000 lat temu w górach Ałtaju na Syberii. Jej genom wskazuje, że jej rodzice byli rodzeństwem, co musiało być powszechne, gdy ludzkość walczyła o przetrwanie w odizolowanych jaskiniach. Miała "słabe zdrowie genomiczne" i GRS na poziomie 97%, z genetycznymi drogowskazami raka, problemami trawiennymi i metabolicznymi, problemami mięśniowymi i problemami immunologicznymi. Ale miała mniejsze ryzyko chorób sercowo-naczyniowych.

Nowa praca rozwija również Ötziego: miał problemy żołądkowo-jelitowe i był podatny na infekcje, ale był neurologicznie nienaruszony.

Ogromnym zastrzeżeniem do badania jest wykorzystanie nowoczesnych genomów jako punktu porównawczego, co było konieczne, ponieważ starożytne mają tendencję do fragmentacji w różnych miejscach. Ale niekompletne dowody były wyzwaniem, nawet jeśli wszystko, co mieliśmy, było dowodami kopalnymi. Pamiętasz stary pogląd neandertalczyków jako brązowowłosych brutali? Dzięki analizie DNA wiemy teraz, że niektórzy z nich byli rudymi.

ALTERNATYWNE HIPOTEZY

Zakres wyników ryzyka genetycznego wśród starożytnych i współczesnych genomów jest mniej więcej taki sam, ale ogólny stan genomu wydaje się poprawiać. Może to wynikać z kontekstu.

"Ważne jest, aby zastanowić się, jak dobrze genom danej osoby jest dostosowany do obecnego środowiska", powiedział mi dr Lachance, podobnie jak wpływ diety mlecznej na to, czy nietolerancja laktozy staje się wystarczająco zauważalna, aby wpłynąć na reprodukcję, walutę ewolucji. Wyobraź sobie, że używasz wehikułu czasu, aby wysłać kogoś dzisiaj z powrotem do odległej przeszłości, gdzie wzrok nie jest korygowany, grypa jest śmiertelna, a tendencja do zbyt łatwego krwawienia lub niewystarczająco szybkiego zagraża życiu. Funkcja genów zawsze filtruje się przez soczewkę środowiska.

Być może nie można winić za leczenie chorób, które mają składniki genetyczne, aby wyjaśnić, dlaczego niedawni starożytni mogli być zdrowsi. Projekt badania może być prostszym wyjaśnieniem, dlaczego genomy ludzi, którzy żyli kilka tysięcy lat temu, mają medianę GRS poniżej 50%, a zatem były pozornie zdrowsze od nas. Badanie dotyczyło tylko tych powyżej 50% - 302 z 449 starożytnych genomów spadło poniżej tego poziomu.

Rozważmy to: warianty genów, które zwiększały ryzyko pewnych chorób lub mutacje, które faktycznie je powodowały, mogły zostać usunięte ze starożytnych populacji, ponieważ dotknięci ludzie byli zbyt chorzy, aby mieć dzieci, więc nie byłoby ich nawet we współczesnych genomach, do których porównywano starsze. A zdrowi pasterze mogli być błędem w próbkowaniu – wnieśli tylko 19 ze 147 genomów.

Dr Lachance uważa, że druga możliwość – niemożność porównania pełnych genomów sprzed tysięcy lat z genomami współczesnymi – jest bardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem. Prawda jest tam, ale potrzeba więcej eksperymentów i danych, aby ją wyjaśnić.