Анализ ДНК ставит под сомнение представления о происхождении людей в Японии

Фото из открытых источников
Генетическое исследование, проведенное учеными из Центра интегративных медицинских наук RIKEN, выявило доказательства того, что жители Японии произошли от трех родовых групп.
 
Результаты исследования, опубликованные в журнале Science Advances в апреле 2024 года, ставят под сомнение давнее убеждение, что в Японии существовали две основные группы предков: коренные охотники-собиратели-рыболовы эпохи Дзёмон и переселенцы из Восточной Азии, занимавшиеся выращиванием риса.
 
Вместо этого исследователи выделили третью группу, потенциально связанную с северо-восточной Азией, — так называемый народ эмиси, тем самым придав еще большее значение теории «трехстороннего происхождения», впервые выдвинутой в 2021 году.
 
По словам Чикаси Терао из RIKEN, который руководил исследованием, японская популяция не так генетически однородна, как все думают. Терао говорит: «Наш анализ выявил структуру субпопуляции Японии в тонком масштабе, которая очень красиво классифицирована в соответствии с географическим положением в стране».
 
Команда Терао пришла к своим выводам после секвенирования ДНК более 3200 человек в семи регионах Японии, протянувшихся по всей стране от Хоккайдо на севере до Окинавы на юге. Это один из крупнейших генетических анализов неевропейской популяции на сегодняшний день.
 
Исследователи использовали метод, называемый секвенированием всего генома , который раскрывает полную генетическую структуру человека — все три миллиарда пар оснований ДНК. Он дает примерно в 3000 раз больше информации, чем метод микрочипов ДНК, который до сих пор использовался более широко. «Секвенирование всего генома дает нам возможность изучить больше данных, что помогает нам находить больше интересных вещей», — говорит Терао.
 
Чтобы еще больше повысить полезность данных и изучить потенциальные связи между генами и определенными заболеваниями, он и его коллеги объединили полученную информацию о ДНК с соответствующими клиническими данными, включая диагнозы заболеваний, результаты тестов и информацию как о медицинской, так и о семейной истории. Они собрали все это в базу данных, известную как Японская энциклопедия библиотеки секвенирования всего генома/экзома (JEWEL).
 
Одной из тем, особенно интересных для Терао, было изучение редких вариантов генов. «Мы рассуждали, что редкие варианты иногда можно проследить до конкретных предковых популяций, и они могут быть информативны для выявления мелкомасштабных миграционных схем в Японии», — объясняет он.
 
Их догадка оказалась верной, что помогло выявить географическое распределение японского происхождения. Например, происхождение Дзёмон наиболее распространено на южных, субтропических берегах Окинавы (обнаружено в 28,5% образцов), а наименее распространено на западе (всего 13,4% образцов).
 
Напротив, люди, живущие в западной Японии, имеют большее генетическое родство с китайцами-ханьцами, что, по мнению команды Терао, вероятно, связано с притоком мигрантов из Восточной Азии между 250 и 794 годами, а также отражено в комплексном историческом принятии в этом регионе законодательства, языка и образовательных систем китайского образца.
 
С другой стороны, родословная эмиси наиболее распространена на северо-востоке Японии и уменьшается к западу страны.
 
Исследователи также исследовали JEWEL на предмет генов, унаследованных от неандертальцев и денисовцев, двух групп архаичных людей, которые скрещивались с Homo sapiens. «Нас интересует, почему древние геномы интегрированы и сохраняются в современных последовательностях ДНК человека», — говорит Терао, который объясняет, что такие гены иногда связаны с определенными признаками или состояниями.
 
Например, другие исследователи показали, что у людей в Тибете есть ДНК денисовского происхождения в гене EPAS1, который, как полагают, помог им колонизировать высокогорные среды. Совсем недавно ученые обнаружили, что кластер генов, унаследованных от неандертальцев, на хромосоме 3 — черта, которая присутствует примерно у половины всех жителей Южной Азии — связан с более высоким риском дыхательной недостаточности и других тяжелых симптомов COVID-19.
 
Анализ, проведенный командой Терао, пролил свет на 44 древних участка ДНК, присутствующих у современных японцев, большинство из которых уникальны для жителей Восточной Азии. В их число входит участок, полученный от денисовцев, расположенный в гене NKX6-1, который, как известно, связан с диабетом 2 типа, что, по словам исследователей, может влиять на чувствительность человека к семаглутиду, пероральному препарату, используемому для лечения этого заболевания. Они также идентифицировали 11 участков, полученных от неандертальцев и связанных с ишемической болезнью сердца, раком простаты, ревматоидным артритом и четырьмя другими заболеваниями.
 
Команда под руководством RIKEN также использовала данные о редких генетических вариантах, чтобы раскрыть потенциальные причины заболеваний. Например, они обнаружили, что один вариант гена под названием PTPRD может быть «крайне вредным», поскольку он может быть связан с гипертонией, почечной недостаточностью и инфарктом миокарда, говорит Сяоси Лю, старший научный сотрудник в лаборатории Терао и первый автор исследования.
 
Кроме того, группа отметила значительную частоту встречаемости вариантов (также называемых вариантами потери функции) в генах GJB2 и ABCC2, которые связаны с потерей слуха и хроническими заболеваниями печени соответственно.
 
По словам Терао, выявление взаимосвязи между генами , их вариантами и тем, как они влияют на признаки, включая предрасположенность к болезням, однажды может сыграть свою роль в разработке персонализированной медицины.
 
«Мы пытались найти и каталогизировать варианты генов потери функции, которые очень специфичны для японцев, и понять, почему у них больше шансов иметь некоторые специфические черты и заболевания», — говорит он. «Мы хотели бы связать различия в популяции с различиями в генетике».
 
В будущем он надеется расширить JEWEL и включить в набор данных еще больше образцов ДНК. Долгое время крупномасштабные геномные исследования были сосредоточены на анализе данных людей европейского происхождения. Но Терао говорит, что «весьма важно распространить это на азиатское население, чтобы в долгосрочной перспективе результаты могли принести пользу и нам».