Ген GLI3 участвует в развитии скелета позвоночных, и у неандертальцев с денисовцами отличался от нашего. Чтобы выяснить, как он влиял на строение их тела, японские ученые внесли этот ген в ДНК лабораторных мышей.
Неандертальцы и денисовцы имели слегка отличающийся от нашего ген GLI3, который регулирует развитие тела. Обычно нарушения в его работе ведут к тяжелым деформациям скелета и появлению увеличенного количества пальцев. Однако небольшие отличия в GLI3 у наших вымерших родственников не создавали опасных аномалий. Зато они могли — по крайней мере отчасти — определять их анатомию, включая форму черепа и грудной клетки. Это было показано на мышах, которым внесли GLI3, характерный для неандертальцев и денисовцев. О работе рассказывается в статье, которая еще готовится к публикации в рецензируемом издании, но уже доступна в библиотеке препринтов bioRxiv.
Ген GLI3 кодирует одноименный белок, играющий важную роль в эмбриональном развитии позвоночных. Он определяет формирование скелета, и мутации в этом гене приводят к заметным, часто тяжелым нарушениям — например, появлению неправильного числа пальцев. Анализ древней ДНК вымерших неандертальцев и денисовцев показал, что их ген GLI3 слегка отличался от нашего, в результате чего белок содержал одну аминокислотную замену. При этом количество пальцев у них было обычным, и серьезных скелетных аномалий тоже не было.
С другой стороны, морфологически эти виды Homo отличались от нас. В частности, их череп был более низким и вытянутым, надбровные дуги — больше, грудная клетка — шире. Поэтому биологи из Медицинского университета префектуры Киото решили проверить, не связаны ли эти особенности с различиями в гене GLI3. Для этого они поставили серию экспериментов с лабораторными мышами.
Прежде всего Тадаши Номура (Tadashi Nomura) и его коллеги показали, что случайная дефектная версия GLI3 вызывает тяжелые аномалии развития, приводя к появлению мышей с серьезными деформациями черепа и полидактилией. Затем, используя технологию CRISPR/Cas, ученые внесли точечное изменение в этот ген, аналогичное замене, которая имелась в ДНК неандертальцев и денисовцев. Такие животные рождались с нормальным числом пальцев, однако с вытянутым черепом, деформированными ребрами и позвоночником.
Таким образом, удалось показать, что версия GLI3, характерная для наших древних родственников, не приводила к опасным аномалиям (или изменению числа пальцев), но могла отчасти определять особенности морфологии их тела. «Эти характеристики соответствуют особенностям их образа жизни и, возможно, были выгодными для вымерших гоминин», — заключили авторы работы.