Hat die prähistorische Kreuzung das menschliche Immunsystem gestärkt?

Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...1/index.html Die Vermischung von modernen Menschen und Neandertalern in Europa mag die Fähigkeit moderner Menschen zur Abwehr von Infektionen verbessert haben, aber auch die Anfälligkeit für Allergien erhöht haben, so zwei im Internet veröffentlichte Berichte American Journal für Humangenetik.
Archaische Gene scheinen unsere angeborene Immunität zu verstärken.

Vor Tausenden von Jahren umfassten die Umweltprobleme, mit denen moderne Menschen konfrontiert sind, die sich aus Afrika ausbreiteten, neuartige Lebensmittel, Krankheitserreger und ein anderes Klima sowie andere menschliche Formen.

Interspezies-Beziehungen führten dazu, dass 1-6% der modernen eurasischen Genome wahrscheinlich von alten Homininen, wie Neandertaler oder Denisovaner, vererbt wurden.

Archaische Allele wurden dem modernen menschlichen Genpool hinzugefügt, was sich auf die Entwicklung des angeborenen Immunsystems auswirkt, der ersten Verteidigungslinie des menschlichen Körpers gegen Infektionen.

In der Zwischenzeit haben Infektionskrankheiten Menschen in der Geschichte bedroht, die Bevölkerung verwüstet und hohe Kindersterblichkeit und kurze Lebenserwartung verursacht, insbesondere vor der Entdeckung von Hygiene, Impfstoffen, Antiseptika und Antibiotika.

Nachweis von Kreuzung und vererbten Rezeptor-Genen

Die genetische Ausstattung des Menschen beeinflusst stark die Anfälligkeit eines Individuums für Infektionskrankheiten und die Möglichkeit einer Genesung; Es wird daher angenommen, dass die durch Pathogene hervorgerufene natürliche Selektion die Muster der Variabilität des menschlichen Genoms stark beeinflusst hat.

Tatsächlich wird angenommen, dass Reinigung und positive Selektion bei Genen und Funktionen im Zusammenhang mit Immunität und Wirtsabwehr weit verbreitet sind. Es wird angenommen, dass der Pathogen-Druck zu einer solchen Selektion geführt hat, da viele immunitätsbezogene Gene Variationsmuster aufweisen, die stark mit der Pathogen-Diversität korrelieren.

Die beiden neuen Studien unterstreichen die funktionelle Bedeutung dieser Vererbung für die Toll-like Rezeptor (TLR) Gene, TLR1, TLR6 und TLR10, Immunrezeptoren, die essentiell für die Auslösung entzündlicher und antimikrobieller Reaktionen und für die Aktivierung einer adaptiven Immunantwort sind.

Die TLR-Gene werden auf der Zelloberfläche exprimiert, wo sie Komponenten von Bakterien, Pilzen und Parasiten erkennen und darauf reagieren.

Untersuchung der Entwicklung des angeborenen Immunsystems

Lluis Quintana-Murci und seine Kollegen vom Institut Pasteur und vom CNRS in Paris, Frankreich, wollten herausfinden, wie sich das angeborene Immunsystem im Laufe der Zeit entwickelte.

Unter Verwendung moderner Daten aus dem 1000-Genom-Projekt und der Genomsequenzen von alten Homininen konzentrierten sie sich auf eine Liste von 1.500 Genen, von denen bekannt ist, dass sie im angeborenen Immunsystem aktiv sind.

Als nächstes analysierten sie Muster der genetischen Variation und der evolutionären Veränderung des Immunsystems im Vergleich zum Rest des Genoms.

Schließlich schätzten sie das Timing der Veränderungen in der angeborenen Immunität und das Ausmaß, in dem Variationen in diesen Genen von Neandertalern weitergegeben wurden.

Einige stark eingeschränkte Gene für die angeborene Immunität zeigten über lange Zeiträume nur geringe Veränderungen, während andere anscheinend durch neue Varianten ersetzt wurden, die möglicherweise aufgrund von Umweltveränderungen oder Krankheiten in den Vordergrund traten.

Die meisten Anpassungen scheinen in den letzten 6.000 bis 13.000 Jahren stattgefunden zu haben, als sich die menschliche Bevölkerung von der Jagd und dem Sammeln zur Landwirtschaft verlagerte.

Interessanterweise zeigen angeborene Immunitätsgene eine höhere durchschnittliche Wahrscheinlichkeit für Neandertaler-Vorfahren als der Rest des codierenden Genoms.

Quintana-Murci sagt: "Dies unterstreicht, wie wichtig Introgressionsereignisse [die Bewegung von Genen über Arten hinweg] in der Evolution des angeborenen Immunsystems beim Menschen gewesen sein können."

Funktionelle Bedeutung der Neandertaler- und Denisovan-Gene

Janet Kelso und ihre Kollegen vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig untersuchten die funktionelle Bedeutung von Genen, die von archaischen Menschen geerbt wurden, aber sie kamen zu dem gleichen Ergebnis wie Quintana-Murcis Team.

Sie untersuchten die heutigen menschlichen Genome, um nach Ähnlichkeiten mit den Neandertaler- und Denisovan-Genomen zu suchen, und untersuchten dann die Verbreitung dieser Ähnlichkeiten bei Menschen aus der ganzen Welt.

Sie gelangten zu den gleichen drei TLR-Genen, kamen jedoch zu dem Schluss, dass zwei der Varianten dem Neandertalergenom nahe kommen, während der dritte dem Denisovan-Genom ähnelt.

Die archaischen Genvarianten bieten einen selektiven Vorteil, da sie mit einer größeren Aktivität der TLR-Gene und einer größeren Reaktivität gegenüber Pathogenen assoziiert sind.

Diese Empfindlichkeit, so die Forscher, könnte vor Infektionen schützen, könnte aber auch die Allergie der heutigen Menschen erhöhen.

Kelso sagt:

"Aus unserer Studie und aus anderen Arbeiten zur Introgression ist hervorgegangen, dass die Vermischung mit archaischen Menschen tatsächlich funktionelle Implikationen für den modernen Menschen hat und dass die offensichtlichen Konsequenzen unsere Anpassung an unsere Umwelt sind: Verbesserung unseres Widerstandes Krankheitserreger und verstoffwechseln neuartige Lebensmittel. "

Neandertaler, so erklärt sie, lebten in Europa und in Westasien etwa 200.000 Jahre, bevor der moderne Mensch auftauchte und sich daher gut an das lokale Klima, die Nahrungsmittel und die Krankheitserreger angepasst hätte. Durch die Kreuzung mit Neandertalern erhielten moderne Menschen diese vorteilhaften Anpassungen.

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