Исследование разнообразия генома человека и любых редких или частых мутаций жизненно важно в идентификации мутаций, которые увеличивают восприимчивость к «сложным» болезням, таким как инфекционные или аутоиммунные нарушения. «Устранение этих мутаций, которые вредны для здоровья человека, в основном обусловлено эволюционной историей населения, особенно их демографические колебания», объясняет Льюис Кинтана, Глава Человеческой Эволюционной Единицы Генетики и автор исследования. Всюду по их истории народонаселение претерпело значительные и чрезвычайно различные изменения с точки зрения числа людей, дав начало различиям в числе и серьезности мутаций, которые несет это население.
Накопление вызывающих болезнь генетических вариантов, известных как «бремя вредных мутаций», варьируется от одного населения другому в зависимости от его прошлого. «Цель нашего проекта состоит в том, чтобы понять, как демографические события, такие как взлет и падение в числе людей, а также генетическая примесь, оказали влияние на эффективность некоторых эволюционных механизмов, таких как очищение выбора».Сравнение разнообразия генома двух населенияУченые сосредоточили свое исследование в области сравнения населения, которое пережило один из самых значительных социокультурных переходов в истории человечества: переход к сельскому хозяйству. Сравнивая разнообразие генома больше чем 300 человек от групп лесных охотников-собирателей (пигмеи) и фермеры (народы Говорящие на банту) в западной и восточной Центральной Африке, исследование стремилось проливать свет на путь, которым демографические изменения, связанные с неолитическим переходом также, влияли на эффективность естественного отбора. «Мы поэтому характеризовали генетическую структуру этого населения, использующего exome упорядочивающий данных [примечание редактора: exome – часть генома, который содержит кодирующие белок регионы] и используемые компьютерные методы моделирования, чтобы восстановить изменения в численности населения за прошлые 200 000 лет», продолжает Льюис Кинтана.
Вопреки всем ожиданиям его команда заметила, что текущие группы лесных охотников-собирателей – потомки процветающего наследственного населения с генетическим размером, сопоставимым с тем из предков фермеров. Моделирования также указывают на существование генетической примеси между группами больше чем 20 000 лет назад.«Это было позже за прошлые 20 000 лет, что демографическое развитие этих двух населения стало диаметрально отклоненным с численностью населения охотника-собирателя, падающей существенно [приблизительно 80%] в то время как число ранних утроенных фермеров».Измерение воздействия чрезвычайных демографических изменений
В попытке понять и определить количество воздействия этих чрезвычайных демографических изменений на бремени вредных мутаций, ученые измерили эффективность очищения выбора в этих двух группах и исследовали его динамику со временем. «Это позволило нам измерить взлет и падение в бремени вредных мутаций как численность населения, законтрактованная и расширенная», объясняет ученый. «На основе исследования мы также смогли предсказать, что, в конкретном случае африканских охотников-собирателей и фермеров, текущее бремя мутаций подобно в этих двух группах, несмотря на их различные демографические истории и образы жизни».То, что предотвратило охотников-собирателей, страдающих от избытка вредных мутаций, было и их высоким наследственным генетическим разнообразием и сильной и постоянной примесью с фермерами. Предсказания ученых были тогда проверены, используя данные об упорядочивающем ДНК, чтобы опытным путем определить количество количества вредных мутаций, которые несет каждый человек.
Никакие различия не были обнаружены в числе и серьезности мутаций, которые несут лесные охотники-собиратели и фермеры.