Где больше всего мутантов?
Сразу несколько исследовательских групп пытаются определить, геномы какой из человеческих рас содержат больше мутаций и насколько эти мутации опасны для её представителей. Результаты работ показывают, что в ДНК европейцев вредоносные изменения встречаются несколько чаще, чем, например, у африканцев. Однако пока толком не ясно, о чем это говорит, и так ли это на самом деле.
Недавние исследования, проведенные в Корнелльском университете , показывают, что среди американцев европейского происхождения процент вредных мутаций в геноме несколько выше, чем у афроамериканцев. Но эти выводы уже подвергаются критике, что говорит о возможности нового витка разногласий относительно интерпретации научных данных.
Группа Карлоса Бустаманте ( Carlos Bustamante ) изучала геномы 20 американцев европейского происхождения и 15 афроамериканцев на предмет количества в них однонуклеотидных замен [1] . Причем полученные исследователями данные подтверждали известную гипотезу о том, что после того, как небольшие группы людей покинули Африканский континент, им пришлось пройти через так называемое «бутылочное горлышко» — период, характеризующийся малой численностью популяции и приводящий к тому, что многие аллели, а следовательно, и однонуклеотидные замены, из популяции отсеиваются.
Ученые считают, что после прохождения «бутылочного горлышка» популяция европейцев начала быстро увеличиваться, в результате чего накопление новых мутаций шло быстрее, чем успевали отсеиваться старые. В итоге оказалось, что европейская популяция характеризуется меньшим общим геномным разнообразием, но при этом относительное количество вредоносных генетических изменений в ней потенциально больше.
С этими выводами не согласен Алексей Кондрашов , популяционный генетик, работающий сейчас в Мичиганском университете . Он утверждает, что полученные данные могут быть интерпретированы по-другому, а популяции европейцев и африканцев в действительности отягощены одинаковым мутационным грузом.
Проблема сводится к различию в анализе результатов. Сотрудники Бустаманте проанализировали 39440 мест однонуклеотидного полиморфизма (SNP, от английского single nucleotide polymorphism), сравнивая нуклеотид в этой позиции с тем, который находится в ней же, но в геноме шимпанзе, ближайшего эволюционного родстенника людей. Затем «не предковые» SNP проверялись на предмет того, являются ли они синонимичными или нет, то есть, ведут ли они к заменам в аминокислотной последовательности белков, а, следовательно, могут ли быть потенциально вредными.
Использованные в работе компьютерные программы распределяли несинонимичные замены на три группы: «щадящие», «возможные вредители» и «наиболее вероятные вредители». В результате обнаружилось, что у афроамериканцев в геномах содержалось 47,0% несинонимичных замен, а у американцев европейского происхождения таких замен было 55,4%. Причем наиболее вредоносных замен у африканцев было порядка 12,1%, а у европейцев — 15,9%. Разница небольшая, но статистичеси достоверная.
Однако Кондрашов указывает на то, что группа Бустаманте, помимо всего прочего, оценила общее количество несинонимичных (равно как и «возможно опасных», и «вероятно опасных») замен у американцев. При этом, в действительности они выяснили, что число несинонимичных, возможно опасных и вероятно опасных замен в геномах европейской части популяции и африканской части на самом деле примерно одинаково, что следует из рисунка 1. По мнению Кондрашова данные, представленные на рисунке, должны быть интерпретированы иначе. Они говорят о том, что две популяции несут одинаковое количество потенциально опасных нуклеотидных замен. Название же статьи вводит читателя в заблуждение.
Рисунок 1. Распределение количества гетерозиготных и гомозиготных генотипов на человека
Бустаманте с этим не соглашается, настаивая на том, что этот рисунок просто отражает генотипы людей, задействованных в исследовании. Также, по его словам, их группа не стремится делать из полученных данных выводы о том, что одна популяция характеризуется более высокой общей приспособленностью, чем другая, поскольку нельзя точно сказать, как выявленные SNP в действительности повлияют на здоровье и физическое состояние конкретных людей.
Энди Кларк , еще один соавтор работы, подчеркивает, что, опираясь лишь на статистическое описание целой популяции, крайне сложно предсказывать индивидуальный риск для отдельных особей. «Обнаруженные нами популяционные особенностей ещё абсолютно ничего не говорят о том, сильнее ли любой американец европейского происхождения подвержен каким-то рискам, чем любой афроамериканец», — говорит исследователь [2] .
Литература
- Kirk E. Lohmueller, Amit R. Indap, Steffen Schmidt, Adam R. Boyko, Ryan D. Hernandez, et. al.. (2008). Proportionally more deleterious genetic variation in European than in African populations . Nature. 451, 994-997;
- Erika Check-Hayden. (2008). On the origin of deleterious mutations . Nature. 451, 876-876.