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Neandertaler-DNA kann Hinweise auf genetische Risiken für Hirnerkrankungen und Sucht liefern

Zusammenfassung: Merkmale mit dem stärksten Neandertaler-DNA-Beitrag waren Schlafmuster, Rauchgewohnheiten und Alkoholkonsum.

Quelle: Estnischer Forschungsrat

Es ist seit langem bekannt, dass menschliche Gehirnerkrankungen wie neurologische oder psychiatrische Erkrankungen in Familien vorkommen, was auf eine gewisse Vererbbarkeit hindeutet. In Übereinstimmung mit dieser Hypothese wurden genetische Risikofaktoren für die Entwicklung dieser Krankheiten identifiziert.

Grundlegende Fragen zu den evolutionären Treibern blieben jedoch schwer fassbar. Mit anderen Worten: Warum werden genetische Varianten, die das Risiko für Krankheiten erhöhen, im Laufe der Evolution nicht eliminiert?

Diese Fragen zu beantworten war notorisch schwierig. Neue Entdeckungen über Ereignisse in der tiefen menschlichen Vergangenheit haben Wissenschaftlern jedoch neue Werkzeuge an die Hand gegeben, um diese Geheimnisse zu lüften: Als moderne Menschen vor >60.000 Jahren Afrika verließen, trafen sie sich und vermischten sich mit anderen archaischen Menschen wie Neandertalern.

Etwa 40 % des Neandertaler-Genoms sind noch in heutigen Nicht-Afrikanern zu finden, und jedes Individuum trägt immer noch etwa 2 % der Neandertaler-DNA in sich. Einige der archaischen genetischen Varianten könnten irgendwann in unserer evolutionären Vergangenheit Vorteile gebracht haben.

Heute können Wissenschaftler diese Informationen nutzen, um mehr über die Auswirkungen dieser genetischen Varianten auf das menschliche Verhalten und das Risiko, Krankheiten zu entwickeln, zu erfahren.

Mit diesem Ansatz analysierte eine neue Studie eines internationalen Teams unter der Leitung von Forschern der Universität Tartu, der Charité Berlin und der UMC Amsterdam Neandertaler-DNA-Assoziationen mit einer Vielzahl von mehr als hundert Gehirnstörungen und Merkmalen wie Schlaf, Rauchen oder Alkohol Verwendung in der britischen Biobank mit dem Ziel, den spezifischen Beitrag der Neandertaler-DNA zur Variation der Verhaltensmerkmale bei Menschen von heute einzugrenzen.

Die Studie ergab, dass die Neandertaler-DNA zwar überproportional viele Assoziationen mit mehreren Merkmalen aufwies, die mit Erkrankungen des zentralen Nervensystems assoziiert sind, die Krankheiten selbst jedoch keine signifikante Anzahl von Neandertaler-DNA-Assoziationen aufwiesen.

Zu den Merkmalen mit dem stärksten Neandertaler-DNA-Beitrag gehörten Rauchgewohnheiten, Alkoholkonsum und Schlafgewohnheiten. Unter Verwendung von Daten aus anderen Kohorten wie der Estonian Biobank, der Netherlands Study of Depression and Anxiety, FinnGen, Biobank Japan und deCode konnten einige dieser Ergebnisse repliziert werden.

Besonders hervorzuheben sind zwei unabhängige Neandertaler-Varianten mit hohem Risiko für einen positiven Raucherstatus, die in der UK Biobank bzw. Biobank Japan gefunden wurden.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Neandertaler mehrere Varianten trugen, die das Rauchrisiko bei Menschen heute erheblich erhöhen. Welche phänotypischen Wirkungen diese Varianten beim Neandertaler hatten, ist noch unklar.

„Diese Ergebnisse bieten jedoch interessante Kandidaten für weitere Funktionstests und werden uns möglicherweise in Zukunft helfen, die Neandertaler-spezifische Biologie besser zu verstehen“, sagte Michael Dannemann, außerordentlicher Professor für evolutionäre Genomik an der Universität Tartu und Hauptautor dieser Studie .

„Die signifikanten Assoziationen der Neandertaler-DNA mit Alkohol- und Rauchgewohnheiten könnten uns helfen, den evolutionären Ursprung von Sucht- und Belohnungsverhalten zu enträtseln“, fügte Stefan M. Gold, Professor für Neuropsychiatrie an der Charité in Berlin, hinzu, der diese Studie mitleitete.

Etwa 40 % des Neandertaler-Genoms sind noch in heutigen Nicht-Afrikanern zu finden, und jedes Individuum trägt immer noch etwa 2 % der Neandertaler-DNA in sich. Das Bild ist gemeinfrei

„Es ist wichtig zu beachten, dass Schlafprobleme, Alkohol- und Nikotinkonsum durchweg als häufige Risikofaktoren für eine Reihe von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen identifiziert wurden. Andererseits gibt es einige faszinierende Erkenntnisse aus der Anthropologie, die einige soziale Vorteile einer höheren Toleranz gegenüber diesen Substanzen bei Jägern und Sammlern vermuten lassen.

„Daher stützen unsere Ergebnisse die Hypothese, dass es nicht Hirnkrankheiten selbst sind, die evolutionäre Erklärungen haben, sondern dass die natürliche Selektion Eigenschaften formt, die uns im modernen Kontext anfällig für sie machen.“

„Neandertaler besiedelten Teile Eurasiens bereits mehr als 100.000 Jahre, bevor moderne Menschen Afrika verließen, um den Rest der Welt zu bevölkern. Die hohe Häufigkeit einiger der Varianten, die mit unterschiedlichen Schlafmustern verbunden sind, könnte darauf hindeuten, dass diese außerhalb Afrikas vorteilhaft waren – einer Umgebung, die beispielsweise durch andere Saisonalitäten und UV-Lichtbelastungen definiert ist als die Umgebung des modernen Menschen gewachsen“, ergänzt Dannemann.

Über diese Neuigkeiten aus der genetischen und evolutionären neurowissenschaftlichen Forschung

Autor: Carlos Kuiv
Quelle: Estnischer Forschungsrat
Kontakt: Carlos Kuiv – Estnischer Forschungsrat
Bild: Das Bild ist gemeinfrei

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Originalforschung: Uneingeschränkter Zugang.
Neandertaler-Introgression unterteilt die genetische Landschaft neuropsychiatrischer Störungen und damit verbundener Verhaltensphänotypen“ von Michael Dannemann et al. Translationale Psychiatrie


Abstrakt

Neandertaler-Introgression unterteilt die genetische Landschaft neuropsychiatrischer Störungen und damit verbundener Verhaltensphänotypen

Trotz Fortschritten bei der Identifizierung der genetischen Grundlagen psychiatrischer und neurologischer Störungen bleiben grundlegende Fragen zu ihren evolutionären Ursprüngen schwer fassbar.

Hier können introgressierte Varianten von archaischen Menschen wie Neandertalern als faszinierendes Forschungsparadigma dienen.

Wir verglichen die Anzahl der Assoziationen für Neandertaler-Varianten mit der Anzahl der Assoziationen von frequenzangepassten nicht-archaischen Varianten in Bezug auf menschliche ZNS-Störungen (neurologische und psychiatrische), Arzneimittelverschreibungen für das Nervensystem (als Stellvertreter für Krankheiten) und verwandte, nicht -Krankheitsphänotypen in der britischen Biobank (UKBB).

Während im UKBB keine Anreicherung für genetische Neandertaler-Varianten für psychiatrische oder neurologische Krankheitskategorien beobachtet wurde, fanden wir signifikante Assoziationen mit bestimmten Verhaltensphänotypen, einschließlich Schmerz, Chronotyp/Schlaf, Rauchen und Alkoholkonsum.

In einigen Fällen wurde das Anreicherungssignal von Neandertaler-Varianten angetrieben, die die stärkste genomweite Assoziation darstellten. SNPs innerhalb eines Neandertaler-Haplotyps, der im UKBB mit dem Rauchen in Verbindung gebracht wurde, konnten in vier unabhängigen Genomik-Datensätzen repliziert werden.

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