اسرار ژنوم: تنها بخش کوچکی از DNA ما منحصر به انسان است

نتایج پژوهش‌ها نشان می‌دهند که پیوند نژادها بین هومینیدهای باستانی (انسان‌واران یا نخستینیان) در شکل‌گیری ما تاثیر به سزایی داشته است. دانشمندان تشخیص داده‌اند که درصد کمی از DNA ممکن است به انسان‌های مدرن، ویژگی‌های منحصر به گونه انسان را بدهد.

پیشرفت‌های ژنتیکی که انسان‌ها را منحصر به فرد می‌کند، ممکن است در واحدهای کوچکی در DNA پراکنده شده باشند که از اجداد و عموزادگان منقرض شده به ارث رسیده‌اند.

پژوهشگران در «Science Advances» گزارش کرده‌اند که تنها ۱.۵ تا ۷ درصد از کتابچه دستورالعمل ژنتیک انسان، یا ژنوم حاوی DNA منحصر به انسان است و در دیگر جانداران یافت نمی‌شود.

این DNA مختص انسان که در سراسر ژنوم پراکنده شده، تمایل دارد که ژن‌های دخیل در رشد و عملکرد مغز را شامل شود؛ این نشان می‌دهد که تکامل مغز در انسان شدن انسان‌ها مهم بوده. اما پژوهشگران هنوز دقیقا نمی‌دانند که ژن‌ها چه می‌کنند و چگونه این تغییرات مخصوص به گونه انسان در DNA نزدیک به آن ژن‌، ممکن است بر تکامل مغز تاثیر گذاشته باشد.

«امیلیا ورتا سانچز»، متخصص ژنتیک جمعیت از دانشگاه «براون» واقع در «پراویدنس» آمریکا که در این مطالعه شرکت نداشته می‌گوید: «نمی‌دانم آیا هیچ وقت قادر خواهیم بود که بگوییم چه چیزی منحصرا ما را انسان می‌سازد. ما نمی‌دانیم که این مسأله باعث می‌شود به شیوه خاصی فکر کنیم یا دارای رفتارهای خاصی باشیم. نئاندرتال‌ها و دنیسووان‌ها، هر دو عموزاده منقرض شده انسان، ممکن است بسیار شبیه به انسان‌های امروزی فکر می‌کردند.»

این نتایج به این معنی نیست که تک تک اشخاص غالبا نئاندرتال یا دنیسووان یا ترکیبی دیگر از هومینید باستانی باشند. به گفته محققان، به طور متوسط مردم در جنوب صحرای آفریقا ۰.۰۹۶ تا ۰.۴۶ درصد از DNA خود را از آمیزش بین اجداد انسانی‌شان و نئاندرتال‌ها به ارث برده‌اند. غیرآفریقایی‌ها DNA بیشتری از نئاندرتال‌ها به ارث بردند: حدود ۰.۷۳ تا ۱.۳ درصد. برخی از افراد بخشی از DNA خود را از دنیسووان‌ها نیز به ارث بردند.

پژوهشگران دانشگاه «کالیفرنیا، سانتاکروز» با استفاده از یک روش محاسباتی جدید تک تک نقاط DNA را در ژنوم ۲۷۹ نفر بررسی کردند. این تیم نتایج حاصل از ژنوم‌های فردی را در یک تصویر جمعی از ژنوم انسان گرد آورد. برای هر نقطه مشخص کرد که آن DNA از دنیسووان‌ها یا نئاندرتال‌ها گرفته شده یا از نیاکان مشترک انسان‌ها و خویشاوندان از دست رفته به ارث رسیده است.

اگر چه هر فرد ممکن است تنها حامل یک درصد از DNA نئاندرتال باشد، «کلی هریس»، متخصص ژنتیک جمعیت در دانشگاه «واشنگتن» در «سیاتل» که در این مطالعه شرکت نداشته می‌گوید: «اگر به چند صد نفر نگاه کنید، تقریبا هیچ کدامشان بخش نئاندرتال از DNA را در مکانی مشابه با دیگری ندارند. پس اگر تمام مناطقی را که افراد در آن کمی از DNA نئاندرتال را دارند جمع کنید، به زودی بیشتر ژنوم را پوشش می‌دهد.»

دانشمندان پی بردند که در این مطالعه مشخص، حدود ۵۰ درصد از ژنوم جمعی شامل مناطقیست که در آن یک یا چند نفر، DNA را از نئاندرتال‌ها یا دنیسووان‌ها به ارث برده‌اند. بیشتر باقیمانده ژنوم از اجداد مشترک انسانی متأخر و عموزادگان منقرض شده انتقال یافته. تیم پژوهشگران بخش ارث رسیده از باستان را از DNA جدا کردند. سپس به دنبال نقاطی در DNA گشتند که فقط در گونه انسان‌ها تغییر یافته و دیگر گونه‌های‌ جانداران از آن برخوردار نیستند. در نهایت به این برآورد رسیدند که DNA مختص انسان، مقداری اندک تنها بین ۱.۵ تا ۷ درصد از ژنوم است.

«ناتان شفر»، زیست‌ شناس محاسباتی در دانشگاه کالیفرنیا، که دیگر نویسنده مقاله است می‌گوید که این یافته‌ها تاکید می‌کنند تا چه میزان پیوند بین نژادهای مختلف در گونه‌های هومینید بر ژنوم انسان اثر گذاشته. همچنین محققان یافته‌های پیشین گروه‌های دیگر را نیز تایید کردند؛ یافته‌هایی که نشان می‌داد انسان‌ها نه تنها با نئاندرتال‌ها و دنیسووان‌ها بلکه با دیگر هومینید‌های ناشناخته و منقرض شده نیز آمیزش داشته‌اند. هنوز مشخص نیست که این اجداد اسرارآمیز گروه‌هایی هستند که شامل «مرد اژدها» یا «نِشر راملا هومو» می‌شوند یا خیر؛ که در این صورت ممکن است از نئاندرتال‌ها نسبت نزدیک‌تری به انسان داشته باشند. شفر و همکارانش دریافتند که احتمالا ترکیب و آمیزش بین گروه‌های مختلف انسان و هومینیدها بارها اتفاق افتاده است.

تیم تحقیقاتی همچنین پی بردند که تغییراتی که DNA منحصر به انسان را متمایز می‌کند در چندین انفجار تکاملی رخ داده؛ احتمالا در حدود ۶۰۰ هزار سال پیش و بار دیگر حدودا ۲۰۰ هزار سال قبل. ۶۰۰ هزار سال پیش تقریبا زمانی است که انسان‌ها و نئاندرتال‌ها در حال شکل‌ دادن به شاخه‌های خود از درخت خانواده هومینیدها بودند.

«جیمز سیکلا»، دانشمند ژنوم در پردیس پزشکی دانشگاه «کلرادو آنشوتز» در «آرورا» که در این مطالعه شرکت نداشته، می‌گوید: «در برآورد میزان DNA منحصرا انسانی، مقادیری از DNA که از طریق تکثیر یا دلایل دیگر به دست آمده یا حذف شده، به حساب نیامدند. چنین DNA اضافی یا گم شده‌ای ممکن است به انسان اجازه داده باشد تا خصلت‌های جدیدی را تکامل دهد؛ از جمله برخی عوامل دخیل در تکامل مغز.»

DNA باستانی به طور معمول به قطعات ریز تجزیه شده و پژوهشگران تنها بخش‌هایی از ژنوم هومینیدهای منقرض شده را جمع‌آوری کرده‌اند. ژنوم‌های تکه تکه شده، تشخیص اینکه قطعات بزرگ DNA در کجا از دست رفته یا به دست آمده‌اند را دشوار می‌کند. به همین دلیل پژوهشگران تنها تغییرات کوچکی را در DNA مطالعه کردند که شامل یک یا چند بیس DNA (قسمت‌های حامل اطلاعات در مولکول) می‌شود. سیکلا بیان می‌کند که تعجب آور نیست تنها مقدار ۷ درصد یا کمتر از ژنوم باعث تکامل تغییرات منحصرا انسانی شده، چرا که انسان‌ها و نئاندرتال‌ها نسبتا به تازگی راه‌های تکاملی جداگانه خود را پیش گرفته‌اند.

او می‌گوید :«من از این عدد شوکه نشدم. در مطالعه‌ای دیگر اگر فقط به DNA که انسان به تنهایی به ژنوم خود اضافه نموده توجه می‌شد، ممکن بود باعث تخمین بالاتری از مقدار DNA منحصرا انسانی شود. یا تحقیقات می‌توانست مسیر دیگری را پیش بگیرد.»

هریس می‌گوید: «با رمزگشایی ژنوم‌های بیشتری از نئاندرتال‌ها، دنیسووان‌ها و دیگر هومینید‌های منقرض شده، محققان ممکن است دریابند که برخی بخش‌های DNA که امروزه منحصرا انسانی به نظر می‌رسند، توسط این خویشاوندان منقرض شده به ارث رسیدند. مقدار برآورد شده DNA منحصر به انسان می‌‌تواند رفته رفته کمتر شود.»