Как связаны народы Чукотки, Сибири, Канады и Южной Америки? Почему некоторые люди лучше переносят мороз, а другие – высокогорье? И можно ли по ДНК узнать, чем болели наши предки и какие лекарства нам подойдут? Ответы на эти вопросы ищут ученые со всего мира – в том числе из Красноярска. Исследователи из Научно-исследовательского института медицинских проблем Севера Красноярского научного центра СО РАН приняли участие в реализации большого международного проекта GenomeAsia 100k. Этот проект – как масштабное генетическое путешествие во времени. Ученые расшифровали геномы более полутора тысяч человек из 139 этнических групп, живущих в 27 странах Азии и Америки, чтобы лучше понять, как древние миграции людей повлияли на их здоровье сегодня.
ДНК – карта древних путешествий
Много тысяч лет назад группы людей начали переселяться с одного континента на другой – из Азии в Америку. Их путь лежал через Берингов пролив. Когда мы смотрим на карту, мы видим, что между Чукоткой и Аляской всего около 85 километров холодной воды. Сегодня это Берингов пролив. А примерно 20–25 тысяч лет назад, во время последнего ледникового периода, вместо пролива был мост суши, который ученые называют Берингией. По нему древние сибиряки перебрались в Америку – и стали предками коренных народов, заселивших Новый Свет от Аляски до Огненной Земли. Существует точка зрения, что предками всех народов обеих Америк стала группа переселенцев численностью не более 5 000 человек.
Примерно 11 тысяч лет назад мировой океан поглотил Берингию, и два континента оказались изолированными друг от друга.
А теперь сюрприз. Новые генетические исследования – в том числе с участием ученых из Красноярска – показывают, что движение было не только в одну сторону. Примерно от 5 100 до 700 лет назад между народами Сибири и Аляски вновь происходил обмен генами. То есть люди переходили обратно, возможно, по льду или морским путем.
Это могло быть связано с торговлей, кочевыми маршрутами или переселениями. Таким образом, Берингов пролив на протяжении тысяч лет был не границей, а мостом общения между народами.
Именно в Сибири осталась «генетическая развилка» – место, откуда расходились пути многих народов. Сибирские гены – как старинная библиотека: в них сохранились следы древних связей между народами Европы, Азии и Америки.
Исследователи выяснили, что народы Камчатки и Чукотки – такие как коряки и луораветланы (более известные нам как чукчи) – особенно близки по ДНК к коренным американцам.
Такие исследования помогают ученым не только понять, кто откуда пришел, но и как люди адаптировались к разным условиям: кто-то – к вечной мерзлоте, кто-то – к жизни в горах, где не хватает кислорода.
Ученые не просто узнали больше о ДНК народов, живущих в Северной Азии и Южной Америке, но и выяснили, как история этих народов повлияла на работу иммунной системы.
Например, у коренных жителей Чукотки, Камчатки и у инуитов в Северной Америке нашли гены, которые помогали им выживать в суровом холоде и питаться пищей с очень малым количеством углеводов. А у людей, живущих высоко в Андах, обнаружились гены, благодаря которым они легче переносят нехватку кислорода.
Ключ к здоровью
Но генетика – это не только про прошлое. Она важна и для нашего настоящего. Например, в ходе исследования ученые нашли 529 мутаций, связанных с разными болезнями. А еще – 77 генетических вариантов, которые могут вызывать нежелательные реакции на лекарства.
Эти знания необходимы для понимания: то, что помогает одному человеку, может навредить другому. Особенно это касается малочисленных народов Севера, у которых есть уникальные особенности иммунитета. Например, у ненцев, долган и нганасан нашли особые варианты генов лектинов – это такие «сторожевые белки», которые помогают организму бороться с инфекциями. Благодаря им народы Севера смогли выживать в суровом климате и справляться с опасными вирусами.
Но есть и обратная сторона: из-за долгой генетической изоляции, когда группы людей жили обособленно, их иммунная система может хуже справляться с новыми болезнями. Это делает их особенно уязвимыми в наше время, когда инфекции быстро распространяются по всему миру.
Взгляд в будущее через прошлое
Медицина будущего – это персонализированный подход. То есть врачи будут учитывать не только возраст, вес и симптомы, но и то, какой у человека генетический набор, откуда его предки, как он живет и чем питается. Это поможет выбирать самые эффективные лекарства и методы лечения для каждого.
Но чтобы это стало возможно, нужно больше знать о генетике разных народов. Проблема в том, что азиатские и северные популяции до сих пор мало представлены в геномных базах данных. Поэтому проекты вроде GenomeAsia 100k – это настоящая научная археология, только вместо кисточки – ДНК-анализатор.
Марина Смольникова: Наши результаты показывают, как история и окружающая среда сформировали генетическую архитектуру человеческих популяций / Фото: Анастасия Тамаровская / Красноярский научный центр СО РАН
– Быть членом международного консорциума GenomeAsia 100k почетно и важно для меня как генетика. На протяжении нескольких лет велась мощная работа по прочтению и расшифровке геномов около 150 азиатских этнических групп из разных стран мира. GenomeAsia 100K собрал для этого команду ведущих биоинформатиков и ученых в области популяционной генетики. В результатах, представленных миру, мы стремимся продемонстрировать важность включения истории населения и информации о предках в современные биомедицинские исследования. Наши результаты показывают, как история и окружающая среда сформировали генетическую архитектуру человеческих популяций по всей Северной Азии и Южной Америке. Эти данные важны для понимания структуры населения и древней истории, а также адаптации популяций к различным средам. Мы также показываем, что частота вариантов, связанных с побочными эффектами лекарств и восприимчивостью к болезням, может существенно различаться даже среди генетически родственных популяций. Поэтому важна необходимость сохранения природной среды и уважения к традиционному образу жизни и питанию коренных народов, – рассказала Марина Смольникова, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник НИИ медицинских проблем Севера СО РАН.
Ученые подчеркивают: здоровье коренных народов зависит не только от медицины, но и от сохранения природы, традиций и образа жизни. Ведь именно они формировали гены на протяжении тысяч лет. Люди ели то, что росло рядом, одевались по погоде, жили в гармонии с окружающей средой – и организм адаптировался.
