A neandervölgyi mitokondrium titka

Fontos állomásához érkezett, fajunk egykor élt legközelebbi rokonának, a neandervölgyi embernek  genomját szekvenáló project.

A napokban megjelent tanulmány, a szekvenálás alapjául szolgáló vindijai fosszília teljes mitokondriális DNS-ét (mtDNS) dogozza fel, ami egyáltalán nem kis teljesítmény, figyelembe véve, hogy a több mint 16,000 bázispárból álló genomot kb. 70 bázispár hosszúságú darabokból kellett összerakni (a fosszilis csontokban levő DNS ugyanis lassan de biztosan maga is töredezni kezd).

A mtDNS-re egyébként praktikus okok miatt esett a választás: míg sejtmagból (és a benne levő kromoszóma-párokból) sejtenként csak egy darab van, a sejt energiaellátását biztosító mitokondriumokból (a bennük levő DNS-el együtt) több száz, vagyis lényegesen könnyebb jó minőségű mtDNS-t izolálni. Ugyanakkor, mivel a mitokondriumok csak anyai ágon öröklődnek, az mtDNS elsőrendű alapanyaga a különböző rokonsági vizsgálatoknak. Most is ilyesmibe vágtak bele (bár, tegyük hozzá, részszekvenciákkal már korábban is csináltak ilyent, hasonló eredménnyel) és ennek hozományaként ma már teljes bizonyosságal látjuk, hogy a neandervölgyi ember valóban külön faj volt. A mellékelt ábrán látható, hogy míg a legkülönbözőbb emberi mtDNS-ek csak maximum kb. 100 bázispárnyi eltérést tartalmaznak egymáshoz viszonyítva (zöld oszlopok), a Homo sapiens és H. neanderthalis mtDNS átlagban 200 bázispárban térnek el egymástól (piros szín). (A csimpánzzal összevetve az mtDNS-ünket pedig már 1500 különbséget találunk (kék oszlopok), ami nem meglepő, hiszen ezen két faj elválása nagyságrendileg régebben történt, durván 6-8 millió éve.) 

Figyelembe véve, hogy az a néhány nukleáris neandervölgyi gén, amelyek szekvenciája már ismert, eddig is számos érdekességről rántotta le a leplet, ezek után már igazán tűkön ülve várjuk a teljes genom befejezését.


Green RE, Malaspinas AS, Krause J, Briggs AW, Johnson PL, et al. (2008) A complete neandertal mitochondrial genome sequence determined by high-throughput sequencing. Cell 134(3): 416-426.

Vörösek

Úgy tűnik, hogy hirtelen nagyon trendi lett neandervölgyi géneket vizsgálni, hiszen a múlt heti “beszéd-génes” cikk után, a Science-ben most az egyik szőrzetszínt befolyásoló génnek (mc1r) estek neki.

Az érdeklődés persze nagyon is indokolt, hiszen a H. neanderthalis a legközelebbi (bár már nem élő) rokonunknak tekinthető, így aztán génjeinek vizsgálata jó eséllyel választ adhat arra, hogy mi az ami konkrétan a mi fajunkat egyedivé teszi. Ugyanakkor, mint ez az aktuális cikkből is kiderül, a közeli rokonság egyben technikai buktatót is jelent. Az ősi csontok vizsgálata során mindig komoly gondot jelent a modern “szennyeződés”, vagyis a csontokat feltáró és kezelő régészektől származó DNS szennyeződés, ugyanis ez gyakran félrevezetheti a később vizsgálódó genetikusokat. Épp ezért egy-egy gén vizsgálatakor csak akkor lehetnek a kutatást végzők biztosak abban, hogy valóban egy ősi gént leltek, ha az minimum egy bázisnyi különbséget tartalmaz a modern emberi génekhez képest. A teljesen azonos szekvenciáknál ugyanis a mai módszerekkel nem dönthető (még) el, hogy valóban megegyező szekvenciákkal állunk szemben, vagy pechünkre a genetikai szennyeződést vizsgáljuk.

A szóbanforgó cikkben viszgált MC1R receptorról már esett korábban is szó (még paleogenomikai kontextusban is), s mivel ez a gén felelős leginkább az emlősök körében tapasztalható szőrszínvariációkért, logikusnak tűnik a vizsgálata, ha valaki arra kíváncsi, hogy esetleg voltak-e világos színkomplexiójú egyedek a neandervölgyiek között.

Működése során az aktiválódott MC1R egy apró jelátvivő molekula, a cAMP szintjét növeli meg, és ez vezet majd ahhoz, hogy a sárga/vörös pigment helyett fekete pigment keletkezzen. Épp ezért, ha az MC1R nem működik teljes gőzzel, világosabb vagyis szőkés/vöröses szőr- ill. hajszálak jönnek létre.

A neandervölgyi mc1r különlegessége, hogy bizonyos esetekben a jelek szerint egy olyan jellegzetes mutációt hordoz(ott), aminek a következtében, működésbe lépésekor a cAMP koncentráció nem éri el azt a szintet, amit a sötét hajú emberekben figyelhetünk meg. Érdekes módon, ez nem azért van (volt), mert a receptor kevésbé hatékony, hanem mert (pontosan nem tisztázott okok miatt) eleve kevesebb mutáns receptorfehérje jut el a sejtek belsejéből a felszínükre. A végeredmény szempontjából azonban ez mindegy és a létrejövő alacsonyabb cAMP szint megegyezik azzal, amit vöröshajú emberekből izolált MC1R hoz létre – azaz jó eséllyel feltételezhető, hogy az ősi neandervölgyiek kb. 1%-a vörös fej- és arcszőrzettel büszkélkedhetett.


Lalueza-Fox C, Römpler, H, Caramelli D, Stäubert C, Catalano G (2007) A Melanocortin 1 Receptor Allele Suggests Varying Pigmentation Among Neanderthals. Science doi: 10.1126/science.1147417

Neandervölgyi trécsparti

Ha kellően hiszékenyek vagyunk, akkor a napokban megjelent hírek alapján, lelki szemeinkkel már-már láthatjuk, amint a több tízezer évvel ezelőtti neadnervölgyi kommunákat vidám gyerekzsivaj töltötte be, s ezen alapzaj mellett neandervölgyi Cicerók ejtették ámulatba közönségüket rafináltnál rafináltabb szófordulatokkal (s amelyek, az írásbeliség hiánya okán, sajnos nem maradtak fenn a mának).

Mindezt (állítólag) azért tudhatjuk, mert megszekvenálták a neandervölgyi ember ún. “beszéd-génjét”, a FOXP2 névre hallgatót, s ím, az megegyező szekvenciájú a mai emberével. Na, ez az a pont, ahol nem árt néhány dolgot kicsit tisztázni.

Mindenekelőtt, mint arról már korábban írtam, a FOXP2 “beszéd-génként” sztárolása (szerintem) igencsak megkérdőjelezhető dolog és két, nem feltétlenül összekapcsolható megfigyelésen alapul. Egyrészt mutációja az emberben kommunikációs zavarokhoz vezet, másrészt az ember-csimpánz szétválás után, két jellegzetes mutáció jelent meg az emberi vonal génjében (ezeket lelték meg egyébként most a neandervölgyi genomban), ami gyorsan elterjedt (ergo, valszleg adaptív előnyhez juttatta hordozóit). Azonban a fentiek, mellett nem árt még két másik fontos dolgot is észbe vésni: a FOXP2 gén egér és énekesmadár megfelelője egyaránt fontos szerepet játszik az említett fajok kommunikációjában (vagyis inkább “kommunikáció-gén”, ha rajongunk az efajta leegyszerűsítésekért), illetve soha, sehol, senki nem bizonyította még be (egyébként érthető okok miatt), hogy az említett két mutáció hiányában adott ember képtelen lenne a szofisztikált nyelvi kommunikációra.

Ha ehhez hozzáveszzük, hogy a szóbanforgó cikkben nem is az egész gént, hanem csak a két mutációt hordozó szakaszát (a 7. exont) szekvenálták meg, akkor indokoltnak látszana, hogy még óvatosabban kezeljük a híreket, hiszen az is elképzelhető, hogy a gén valamelyik korábbi pontján egy olyan, neandervölgyi specifikus mutáció leledzik, ami a gént működésképtelenné teszi (nem valószínű, de nem is zárható ki). Az eredmény persze ettől önmaga értékén érdekes, hiszen azt mutatja, hogy a két változás egész hamar megjelent a hominid evolúció során – de a miértről semmit nem árul el.

Ennél talán érdekesebb lett volna ugyanezzel az energiával egy másik ember-specifikus változást, a MYH16 izomfehérje-génben bekövetkezett mutációt megvizsgálni. A MYH16 az emberszabású majmok egyik, igencsak robusztus rágóizmában lelhető meg, ami a koponya tetejéhez kapcsolódik, de az emberben a fehérje működésképtelen. Sokak szerint ennek a mutációnak köszönhető, hogy a koponyánk nagyobbra nőhetett – ám ha ez így van, akkor a hasonlóan (sőt) nagy agytérfogatú neandervölgyiekben szintén a működésképtelen verzió kellett jelen legyen. Hogy mi is (volt) a helyzet, ha máskor nem, a neandervölgyi genom befejezésekor mindenképpen kiderül.


Krause J, Lalueza-Fox C, Orlando L, Enard W, Green RE, et al. (2007) The Derived FOXP2 Variant of Modern Humans Was Shared with Neandertals. Curr Biol doi:10.1016/j.cub.2007.10.008

A völgylakó

Az emberiség bölcsője Afrika, méghozzá (a jelenleg legelfogadottabb elmélet szerint) többszörösen is. A kétlábra emelkedő Homo genus először úgy 1 millió éve kolonizálta az eurázsiai kontinenst a Homo erectus formájában, majd ezt újabb hullámok követték. Először fél millió éve a Homo heidelbergensis egy csoportja kelt útra, majd úgy 75-100,000 éve a modern ember őse, a Homo sapiens.

Az afrikai szavannákról előbb a Közel Keletre vándorló (anatómiailag) modern emberek egy hosszabbacska ázsiai kitérő után érkeztek meg úgy 41,000 éve Európába. Itt pedig távoli rokonokkal futottak össze: az Afrikából korábban kivándorló H. heidelbergensis populációkból kifejlődő neandervölgyi emberekkel, azaz Homo neanderthalis-szal. Hogy pontosan mi következett ezután, az bősz találgatások és vita tárgya, mind a szak-, mind a bulvárirodalomban, mindenesetre tény, hogy 13,000 évvel később már csak az ibériai félszigeten létezett néhány neandervölgyi enklávé és azok sem sokáig. Sokak szerint a modern emberek brutálisan lemészárolták a neandervölgyieket, mások szerint (és ha engem kérdeznek ez a hihetőbb) a jobban alkalmazkodó H. sapiens szép csendben (és viszonylag békésen) szorította ki unokatestvérét.

Az egyik legérdekesebb és jócskán vitatott kérdés, hogy mennyire voltak csapodárok a két Homo populáció tagjai, vagyis volt-e keveredés közöttük.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….