Aastatuhandete eest toimunud liikidevahelised ristumised jätsid Euroopa ja Aasia päritolu inimeste genoomi paari protsendi jagu neandertallaste arhailist geenipärandit. Okeaania rahvad kannavad lisaks veel kuni nelja protsendi ulatuses denisovlastele omaseid geenivariante. Pikka aega arvasid geneetikud, et osa neist muistsetest jäänukitest aitasid inimeste esivanematel haigustekitajatega tõhusamalt võidelda. Nüüd ilmunud töö põhjal kujutavad teatud geenivariandid kaitsekilbi asemel endast praegu evolutsioonilist koormat.

Varasemate teadustööde põhjal pakub neandertallastelt ja denisovlastelt saadud DNA tugevat kaitset RNA-viiruste vastu. Rühma kuuluvad haigustekitajad põhjustavad sageli lühiajalisi ja ägedaid nakkusi, muu hulgas laialt levinud grippi või igapäevasemaid külmetushaigusi.

DNA-viirused käituvad inimkehas teistmoodi. Erinevalt ägedatest nakkustest jäävad DNA-viirused organismi peremehe elu lõpuni. Haigustekitajad suudavad end immuunsüsteemi eest tihti peita ja rünnaku alla sattudes kudedes varjatult ellu jääda. Rühma üks tuntumaid näiteid on Epstein-Barri viirus, millega on nakatunud üle 95 protsenti maailma täisealisest elanikkonnast. Mõnikord soodustab see teiste krooniliste tervisemurede teket.

Tartu Ülikooli genoomika instituudi uurimisrühm eesotsas evolutsioonilise genoomika kaasprofessori Michael Dannemanniga soovis välja selgitada, kuidas reageerib arhailine pärand just sedasorti viirustele. Ühtlasi pakuvad pikaajalised nakkused head võimalust mõista inimeste kaitsemehhanismide arengulug.

Analüüsist selgus, et neandertallaste ja denisovlaste geenivariandid ei aita hoida kroonilist viiruskoormust madalamana ning saadud alleelide kandjatel oli veres sageli rohkem viirusosakesi. Kuigi DNA-viirused põhjustavad enamasti vähe väliseid sümptomeid või üldse mitte, peegeldab viiruse DNA hulk, kui tõhusalt suudab immuunsüsteem neid kontrolli all hoida.

Töörühm järeldas leidudest, et kaugete eellaste immuunsüsteem polnud peidetud nakkustega kohastunud. Tolleaegsed valikud lähtusid teistest keskkonnasurvetest. “Meie tulemused viitavad, et neandertallastelt pärinevad variandid ei pruugi tänapäeva inimestele pakkuda tõhusat kaitset mitmete DNA‑viiruse vastu,” sõnas Dannemann: “See on silmatorkavas vastuolus nende varem kirjeldatud kasuliku mõjuga RNA‑viiruste immuunsusele.”

Aastatuhandete eest elanud küttide-korilaste elu dikteerisid eelkõige hooajalised ohud ja ägedad infektsioonid. Säärases keskkonnas oli kasulikum lühiajalisele, ent tugevale immuunvastusele suunatud geneetiline kood. Tänapäeva inimeste pikk eluiga ja tihe asustus soosivad seevastu pigem mõõdukamat immuunreaktsiooni.

Seoste proovile panekuks kasutasid teadlased Suurbritannia biopanga mahukaid andmestikke. Töörühm uuris sadade tuhandete inimeste vereanalüüse, otsides viie levinud DNA-viiruse jälgi. Eelkõige keskendusid autorid just Epstein-Barri viirusele ja mitmele teisele sarnasele patogeenile. Autorid kõrvutasid inimeste geneetilist profiili otseselt veres ringlevate viirusosakeste hulgaga.

Viiruskoormuse mustreid kaardistades leidis töörühm 18 geenipiirkonda, mis kattusid arhailisemate DNA järjestuste asukohaga. Neist suurem osa paiknesid inimese immuunsüsteemi reguleerivas peamises koesobivuskompleksis. Nimetatud geenikogum vastutab võõrkehade äratundmise ja rakkude vahelise infovahetuse eest. Neandertallaste variandid seostusid organismis peaaegu alati suurema viiruse hulgaga.

Kõige tugevamad seosed suurema viiruskoormuse joonistusid välja 17. kromosoomis. Teadlased leidsid sealt kaks spetsiifilist neandertallaste geenivarianti, mis reguleerivad otseselt põletiku teket ja rakusurma. Sellised kaitsemehhanismid hoiavad keha pidevas kõrgendatud valmisolekus. Viirused kasutavas samas sageli täpselt samu rakulisi radu paljunemiseks.

Lisaks viiruskoormusele peegelduvad analüüsitud geneetilised omapärad muudeski tervisenäitajates. Uurijate andmetel esineb iidsete variantide kandjatel sageli vererõhumuutusi, nina polüüpe ja teatud kilpnäärme talitlushäireid. Töörühm sõnul on võimalik, et muistne pärand kurnab organismi, hoides immuunsüsteemi tarbetult aktiivsena. Kehvemad tervisenäitajad on omakorda seotud latentse viirusnakkusega.

Ehkki Euroopas on valdavalt neandertallaste geenid, leidub Aasia inimrühmades ka denisovlaste jälgi. Näiteks esineb Lõuna- ja Ida-Aasias laialdaselt üks konkreetne immuunsüsteemi tööga seotud iidne haplotüüp. Kuna varianti esineb laialdaselt, pakkus see uurijate kinnitusel evolutsioonilist eelist. Millist kasu see täpselt tõi, on vaja alles välja selgitada.

Minevikukasudest hoolimata teeb looduslik valik jätkuvalt oma korrektiive. Uurimisrühm märkis, et vähemalt ühe 17. kromosoomi geenivariandi sagedus on viimase 10 000 aasta jooksul Euroopas peaaegu poole võrra langenud. Ilmselt muutis üleminek põllumajandusele ja koondumine tihedatesse asulatesse iidse kaitsemehhanismi ebasobivaks. Loodus asus neandertallastele jaoks kasulikke geenivariante välja praakima.

“Haigustekitajate kooslus, millega neandertallased kümneid tuhandeid aastaid tagasi silmitsi seisid, oli täiesti teistsugune kui see, millega meie täna kokku puutume. Variant, mis vähendas viiruskoormust minevikus, võib seda tänapäeval hoopis suurendada,” lisas Dannemann.

Teadlased nentisid, et uuringul on omad kitsaskohad: enamik kaasatud andmetest pärinevad valdavalt Euroopa taustaga inimestelt. See jättis Aafrika ja teiste piirkondade populatsioonide geneetilised eripärad analüüsist välja.

Tulevikus plaanibki Dannemann kolleegidega kaasata mitmekesisemaid andmestikke üle kogu maailma. Töörühma eesmärk on täpsemalt kaardistada, kuidas kunagised liikidevahelised ristumised erinevate piirkondade rahvastiku immuunsüsteemi tänapäeval juhivad.

Töörühma nägemuses aitab iidsete geenivariantide esinemisagedused paremini mõista ka inimeste ja neid nakatavate patogeenide vahelist pikka võidujooksu. Viiruste arvele saab kanda tänapäeval hinnanguliselt 10–20 protsenti ülemaailmsest haiguskoormusest.

Uuring ilmus Genome Biology and Evolution.