Je pravda, že lidé se od opic liší pouze v 1 % DNA? Nová studie ukazuje, jak moc jsme se mýlili
Vědci poprvé úplně přečetli genomy velkých opic a zjistili, že rozdíly mezi nimi a člověkem jsou mnohem větší, než se dosud předpokládalo.
Jistě jsi už slyšel, že se od našich nejbližších příbuzných, šimpanzů, geneticky příliš nelišíme. Obecně se tvrdí, že se šimpanzy sdílíme přibližně 98,8 % DNA. Ale přesto se od šimpanzů velmi lišíme.
Toto číslo může naznačovat, že jsme prakticky „stejní“, ale to není úplně pravda. Tato informace se týká pouze srovnání konkrétních částí DNA, tzv. sekvenčních úseků, které lze přímo „zarovnat“, tedy porovnat písmeno po písmenu.
Jsme skutečně tak podobní šimpanzům a dalším opicím?
Nová studie „Complete sequencing of ape genomes“, publikovaná v časopise Nature, se na tuto problematiku podívala hlouběji. Vědci vytvořili plně sekvenční, fázové a diploidní genomy šesti druhů opic (šimpanzí, bonobo, goril, bornejský oranutan, sumaterský oranutan a siamang), které dosáhly kvalitu od telomeru k telomeru (T2T), srovnatelnou s nejnovějším referenční genomem člověka T2T-CHM13. Jinými slovy, vědci úspěšně složili kompletní a detailní genomy těchto druhů opic stejné špičkové kvality, jakou dnes máme u člověka.
Poprvé máme „perfektní“ genomy opic
Vědci poprvé dokázali sestavit celé genomy těchto šesti druhů opic tak, že každý jejich chromozom je kompletní a bez mezer, tedy „od telomeru k telomeru“, což znamená od jedného konce chromozomu k druhému. Také získali ty části DNA, které byly pro vědce do teď prakticky neviditelné, protože obsahovaly velmi složité a opakované sekvece. Díky tomu můžeme nyní porovnávat genomy opic s lidským genomem mnohem přesněji a lépe porozumět tomu, v čem se lišíme a co máme společné.
Lidé a opice jsou ještě odlišnější, než jsme si mysleli
Přejděme ale k tomu podstatnému, jsme si se šimpanzy skutečně tak podobní? Krátká odpověď zní, ne úplně. Když vědci porovnali nové kompletní genomy člověka a opic, zjistili, že se lišíme nejen v jednotlivých písmenech DNA, ale také ve velkých blokách, například v pořadí genů, jejich počtu, nebo v tom, že některé úseky má pouze člověk a jiné zase jen opice.
Vědci odhalili, že některé geny se vyskytují výhradně u určitých druhů opic, jiné pouze u lidí. Mnoho těchto genů se nachází v oblastech DNA, které byly dosud neprozkoumány. Některé z nich mohou ovlivňovat vývoj mozku, imunitní systém nebo i délku života. Například geny řídící imunitu (jako MHC geny) se mezi druhy výrazně liší. Gorily nemají některé imunitní geny, které má člověk, ale mají zase jiné, které lidem chybějí. Dokonce i u jedinců téhož druhu mohou být tyto geny velmi odlišné.
Každý druh opice má jinou „knihovnu“ rRNA genů
Tyto geny jsou nezbytné pro tvorbu ribozomů, buněk, které vyrábějí proteiny. Vědci zjistili, že počet kopií těchto genů se mezi druhy výrazně liší. Některé opice jich mají stovky, jiné jen desítky. Navíc, často se nacházejí na zcela jiných chromozomech než u lidí. Kromě toho vědci našli velké množství inverzí, duplikací a dalších strukturalních změn DNA, které vznikly během evoluce. Například některé části DNA se u goril otočily nebo přemístily na jiné místo. Tyto změny mohly ovlivnit vývoj jednotlivých druhů.
Vědci také identifikovali tisíce úseků DNA, které se u lidí vyvíjely rychleji než u ostatních opic. Některé z těchto úseků se nacházejí v blízkosti genů spojených s řečí, učením nebo činností mozku. To může pomoci objasnit, co dělá lidi jedinečnými.
Jak jsme tedy si podobní?
Bývá uváděno, že člověk a šimpanz sdílí 98,5–99 % DNA. Tento údaj však platí pouze pro ty části genomu, které lze snadno porovnat písmeno po písmenu, tzv. „zarovnatelné úseky“.
Díky novému kompletnímu sekvencování genomů vědci zjistili, že 12,5 % až 27,3 % genomu opic vůbec nelze přímo porovnat s lidským genomem. Důvodem je, že jsou to zcela odlišné části DNA, buď chybí „jedna ku jedné“ úseky, strukturálně odlišné oblasti (například duplikace, posuny), nebo opakující se sekvece, které byly do teď neznámé.
Pokud tedy hledíme pouze na zarovnatelné úseky, člověk a šimpanz sdílí přibližně 98,8 % písmen DNA. Ale pokud zohledníme celý genom včetně všech rozdílů, lidé a šimpanzi se liší v 15–30 % genomu (záležité na tom, jak se rozdíly počítají). Odhaduje se, že průměrně asi 10 % genomu každé opice je jedinečné, tedy v lidském genomu úplně chybí. Dalších 10–15 % jsou oblasti, které jsou sice příbuzné, ale výrazně odlišně uspořádané.
Jinými slovy, pokud zohledníme celou DNA včetně opakujících se, komplikovaných a těžko porovnatelných úseků, rozdiely mezi námi a šimpanzi jsou mnohem větší, přibližně 15 až 25 %.
