Kur ir kada atsirado su ŽIV padedanti kovoti geno mutacija? Atsakymą padėjo atskleisti vikingų DNR

„Pasirodo, kad šis variantas atsirado vienam asmeniui, gyvenusiam teritorijoje netoli Juodosios jūros prieš 6700–9000 metų“, – sako vienas iš pagrindinių tyrimo autorių bei Kopenhagos universiteto bioinformatikos ekspertas Simonas Rasmussenasas. Šis variantas praeityje turėjo būti naudingas kažkam kitam – nes su ŽIV žmonės susiduria dar mažiau nei šimtą metų. 

Gegužės 5 d. žurnale „Cell“ paskelbtame tyrime S. Rasmussenas ir jo kolegos išsamiai aprašė genetinės mutacijos, žinomos kaip CCR5 delta 32, kilmės paieškas. CCR5 yra baltymas, daugiausia randamas imuninėse ląstelėse, kurį daugelis (bet ne visos) ŽIV atmainos naudoja įsiskverbti į šias ląsteles ir sukelti infekciją. 

Tačiau žmonėms, turintiems dvi CCR5 delta 32 mutacijos kopijas, šis baltymas tampa neaktyvus ir iš esmės „užrakina“ ŽIV virusą. Mokslininkai pasinaudojo šia mutacija ir išgydė keletą žmonių nuo ŽIV.

Mokslininkai išsiaiškino, kad šis variantas sudaro 10–16 proc. Europos populiacijose aptinkamų CCR5 genų. Tačiau bandymai nustatyti jo kilmę ir atsekti paplitimą anksčiau nedavė rezultatų, nes senoviniai genomai dažnai būna labai fragmentiški.

Naujajame tyrime mokslininkų grupė nustatė šią mutaciją 2504 šiuolaikinių žmonių genomuose, paimtuose vykdant tarptautinį projektą „1000 genomes“, kuriuo siekiama katalogizuoti žmogaus genetinius pokyčius. Tuomet jie sukūrė modelį, pagal kurį atliko 934 senovinių genomų iš įvairių Eurazijos regionų nuo ankstyvojo mezolito iki vikingų amžiaus, t. y. maždaug nuo 8000 m. pr. m. e. iki 1000 m., paiešką. 

„Išnagrinėję šį didelį duomenų rinkinį, galime nustatyti, kur ir kada atsirado mutacija“, – pasakoja tyrimo bendraautorė bei Kopenhagos universiteto mokslininkė Kirstine Ravn.

Komandos atliktas genetinis darbas atskleidė, kad žmogus, kuris pirmasis turėjo šią mutaciją, gyveno netoli Juodosios jūros apie 7000 m. pr. m. e., t. y. maždaug tuo metu, kai pirmieji žemdirbiai per Vakarų Aziją atvyko į Europą. Tyrėjai taip pat nustatė, kad šios mutacijos paplitimas sprogo prieš 8000–2000 metų – o tai rodo, kad ji buvo labai naudinga, kai žmonės iškeliavo iš Eurazijos stepių. 

Tyrimo rezultatai prieštarauja ankstesnėms prielaidoms, kad mutacija atsirado visai neseniai. Pavyzdžiui, tai reiškia, kad mutacijos dažnumo padidėjimą lėmė ne viduramžių epidemijos ar vikingų ekspansijos, kurie galėjo sukelti spaudimą žmonių imuninėms ląstelėms evoliucionuoti.

CCR5 baltymas padeda kontroliuoti, kaip imuninės ląstelės reaguoja į signalus, vadinamus chemokinais – ir, tikėtina, padeda nukreipti ląsteles į uždegimo vietas organizme.

Tyrėjai teigia, kad ypatingą CCR5 variantą turintys žmonės turėjo pranašumą. „Šią mutaciją turintiems žmonėms sekėsi geriau išgyventi – greičiausiai dėl to, kad ji slopino imuninę sistemą tuo metu, kai žmonės susidurdavo su naujais patogenais“, – sako tyrimo bendraautorius ir Kopenhagos universiteto habilituotas mokslo darbuotojas Leonardo Cobuccio. Nors tai skamba neigiamai, pernelyg agresyvi imuninė sistema gali būti mirtinai pavojinga: susidūrus su naujais mikrobais norisi, kad imuninis atsakas būtų pakankamas grėsmei nuslopinti, bet nepakenktų pačiam organizmui. 

„Žmonėms pereinant nuo medžiotojų-rinkėjų prie glaudaus sugyvenimo žemės ūkio visuomenėse, padidėjo infekcinių ligų spaudimas, todėl labiau subalansuota imuninė sistema galėjo būti naudinga“, – teigia L. Cobuccio. 

Žinoma, tai tik hipotezė. Tikslus spaudimas, lėmęs šio varianto padidėjimą, nėra tiksliai žinomas, rašo „Live Science“.