Ген GLI3 играет роль в формировании скелета позвоночных, и его версия у неандертальцев и денисовцев имела отличия от современной. Для изучения влияния этого гена на строение тела древних людей, японские исследователи вставили его в ДНК лабораторных мышей.
Неандертальцы и денисовцы обладали генетическим кодом, несколько отличающимся от нашего GLI3, которое контролирует формирование тела. Как правило, отклонения в его функционировании приводят к серьезным нарушениям структуры скелета и возникновению большего числа пальцев. Однако незначительные изменения 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, свойственный неандертальцам и денисовцам. Описание исследования представлено в статье, которая находится в процессе подготовки к публикации в научном журнале с экспертной оценкой, 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. Чтобы это подтвердить, исследователи провели ряд экспериментов, используя лабораторных мышей.
В первую очередь Тадаши Номура (Tadashi Nomura) вместе с соавторами продемонстрировал, что спонтанно возникшая дефектная форма 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, было продемонстрировано, что версия GLI3, данная черта, свойственная нашим древним предкам, не вызывала серьезных отклонений (или изменения количества пальцев), однако могла в некоторой степени влиять на формирование строения их тела. По мнению авторов исследования, «эти признаки соответствовали особенностям их существования и, вероятно, были полезны для вымерших гоминидов.