Dodano: 18 czerwca 2024r.

Geny odziedziczone po neandertalczykach powiązane z rozwojem autyzmu

Pewne cechy genetyczne odziedziczone po neandertalczykach mogą znacząco przyczyniać się do rozwoju autyzmu. W nowych badaniach naukowcy ustalili, że podzbiór wariantów genetycznych pochodzących od naszych wymarłych kuzynów jest bardziej rozpowszechniony u osób autystycznych.

Nić DNA

 

Homo neanderthalensis, czyli neandertalczycy, to nasi najbliżsi kuzyni. Nie jest tajemnicą, że współcześni ludzie i neandertalczycy regularnie się krzyżowali. Te miłosne uniesienia z zamierzchłej przeszłości mają swoje genetyczne konsekwencje dla naszego gatunku. Około dwa proc. genów w naszym DNA pochodzi od dawno wymarłych kuzynów (więcej na ten temat w tekście: DNA neandertalczyków obecne u wszystkich żyjących współcześnie ludzi). Geny te wpływają chociażby na większą wrażliwość na ból (więcej w tekście: Geny odziedziczone po neandertalczykach odpowiedzialne za większą wrażliwość na ból) czy na kształt naszych nosów (więcej na ten temat w tekście: W spadku po neandertalczykach odziedziczyliśmy... duże nosy).

Ale to nie jedyny spadek po naszych kuzynach. W nowych badaniach naukowcy ustalili, że określone warianty genetyczne odziedziczone po neandertalczykach mogą wpływać na podatność na autyzm. Opis oraz rezultaty badań naukowców z Clemson University i Loyola University New Orleans ukazały się na łamach pisma „Molecular Psychiatry” (DOI: 10.1038/s41380-024-02593-7).

Zaburzenia ze spektrum autyzmu

W jaki sposób archaiczne ludzkie DNA, szczególnie neandertalczyków, wpływa na współczesnego człowieka? Rola tych starożytnych genów w rozwoju mózgu i schorzeń neurorozwojowych, takich jak autyzm, pozostawała w dużej mierze niezbadana. Aż do teraz. W swoich analizach naukowcy starali się wypełnić tę lukę, badając, czy DNA neandertalczyków jest bardziej rozpowszechnione u osób autystycznych w porównaniu z osobami bez autyzmu.

Autyzm, fachowo określany jako zaburzenia ze spektrum autyzmu (autism spectrum disorder – ASD), jest schorzeniem neurorozwojowym charakteryzującym się m.in. trudnościami w zakresie interakcji społecznych, komunikacji oraz powtarzalnych zachowań. Nasilenie i konkretne przejawy tych cech mogą się znacznie różnić u poszczególnych osób. Przypadki ASD charakteryzują się szerokim wachlarzem symptomów, które mogą obejmować łagodne problemy behawioralne lub wyniszczające zachowania kompulsywne, lęki, zaburzenia poznawcze i wiele innych.

Nadal nie wiemy, jakie są przyczyny wystąpienia ASD. Spora część przypadków wiąże się z rzadkimi wariantami genetycznymi. Dodatkowo czynniki środowiskowe oraz różne mutacje także odgrywają rolę. Ponieważ objawy ASD są tak zróżnicowane, a przyczyny nie są jeszcze w pełni zrozumiałe, diagnoza i leczenie są bardzo trudne.

Biorąc pod uwagę, że autyzm charakteryzuje się odrębnymi wzorcami połączeń mózgowych, naukowcy w nowych badaniach starali się lepiej zrozumieć, czy wzorce te mogą być powiązane z DNA neandertalczyka.

DNA neandertalczyków

Główna autorka badania, Emily Casanova z Loyola University New Orleans, przyznała, że sama jest w spektrum autyzmu. - Dlatego od dawna interesuję się autyzmem i próbą odkrycia, co go napędza. W ostatniej dekadzie skupiłam się na genetyce, ale interesuję się również biologią ewolucyjną. To ostatnie zainteresowanie było tylko hobby, ale w ostatnich latach zaczęłam bardziej pracować nad takimi rzeczami, jak badanie ewolucji genów autyzmu i po prostu próbuję zrozumieć, w jaki sposób wiele z tych genów związanych z rozwojem ewoluowało w czasie. Co to ma wspólnego z neandertalczykami? Jednym z tematów, które studiowałam, jest to, jak hybrydyzacja (łączenie się dwóch gatunków) wpływa na potomstwo w kolejnych pokoleniach – powiedziała Casanova i dodała, że niektóre warianty genowe mają tendencję do posiadania partnerów, z którymi lubią „podróżować” przez pokolenia, a gdy rekombinacja płciowa je rozdziela, czasami może to powodować nowe problemy u potomstwa. Co ciekawe, proces ten może być również bodźcem do szybszej ewolucji po hybrydyzacji.

- Dlatego bardzo interesują mnie warianty neandertalskie. Nie tylko w celu zrozumienia, jak mogą wpływać na podatność na autyzm, ale też w celu ustalenia, jak kierowały późniejszą ewolucją naszych mózgów w ciągu ostatnich 50 tys. lat. Nie sądzę, aby to był przypadek, że wiele wariantów powiązanych z autyzmem jest również powiązanych z ludzką inteligencją, więc uważam tę możliwość za fascynującą – dodała.

Podatność na autyzm odziedziczona po neandertalczykach

Naukowcy wykorzystali dane z sekwencjonowania całego eksomu z bazy danych Simons Foundation Powering Autism Research (SPARK), skupiając się na osobach autystycznych i ich zdrowym rodzeństwu. Porównali te grupy z osobami z baz danych Genotype-Tissue Expression (GTEx) i 1000 Genomes (1000G). W szczególności interesowało ich zjawisko polimorfizmu pojedynczego nukleotydu (single Nucleotide Polymorphism - SNP) pochodzące od neandertalczyków. SNP to zmienność w sekwencjach DNA polegająca na zamianie jednego nukleotydu między osobnikami danego gatunku.

Badacze w swoich analizach odkryli, że rzadkie warianty genetyczne pochodzące od neandertalczyków są znacznie częstsze u osób autystycznych. Występują u mniej niż 1 procenta populacji, ale uczeni sugerują, że DNA pochodzące od neandertalczyków odgrywa znaczącą rolę w podatności na autyzm. Do tego występują częściej w genomach osób autystycznych u kilku grup etnicznych.

Naukowcy zidentyfikowali również specyficzne powiązania między wariantami pochodzącymi od neandertalczyków a cechami związanymi z autyzmem. Na przykład, konkretny SNP (rs112406029) w genie SLC37A1 był znacząco związany z padaczką u osób autystycznych niebędących Latynosami. Ten wariant był bardziej powszechny u osób autystycznych z padaczką niż u osób bez padaczki i był jeszcze bardziej rozpowszechniony u osób z historią rodzinną tego schorzenia.

Podobne powiązania stwierdzono w innych grupach etnicznych, łącząc pewne warianty neandertalskie z cechami takimi jak niepełnosprawność intelektualna, opóźnienie językowe i regresja językowa. Odkrycia te sugerują, że warianty genetyczne pochodzące od neandertalczyków mogą nie tylko przyczyniać się do podatności na autyzm, ale także wpływać na specyficzne współistniejące schorzenia i cechy.

- Byłam zaskoczona, że wiele wariantów pochodzących od neandertalczyków, które znaleźliśmy i które były związane z autyzmem, różniło się w zależności od grupy etnicznej. Oznacza to, że wiele z wariantów odgrywających rolę w autyzmie jest pod wpływem tła genomu, które różni się w zależności od pochodzenia etnicznego. Tak więc jeden wariant może być silnie powiązany z autyzmem u czarnoskórych Amerykanów, podczas gdy ten sam wariant nie wydaje się odgrywać mierzalnej roli u białych Latynosów i osób niebędących Latynosami - powiedziała Casanova.

Osoby z autyzmem mają więcej nietypowych wariantów neandertalskich, ale nie oznacza to, że mają więcej neandertalskiego DNA. - Wiem, że wiele osób przeczyta nagłówek i od razu założy, że osoby autystyczne mają więcej DNA neandertalczyka niż osoby nie-autystyczne – że są w jakiś sposób „bardziej neandertalskie”, ale nasze wyniki są nieco bardziej zniuansowane. Dla porównania, ludzki genom składa się z ponad 3 miliardów par nukleotydów. Zdecydowana większość naszych genomów jest do siebie dość podobna. Ale jest kilka miejsc w ludzkim genomie, które są miejscami zmienności. DNA neandertalczyka zapewnia część tej zmienności. W naszym badaniu odkryliśmy, że osoby autystyczne mają średnio więcej rzadkich wariantów neandertalskich, a nie, że mają ogólnie więcej neandertalskiego DNA – podkreśliła Casanova.

 

Źródło: The Science Times, IFLScience, PsyPost, fot. RawPixel/ CC0