Na een graad in de biochemie werkt Leah voor een klein biotechnologiebedrijf en schrijft ze graag over wetenschap.

Neanderthalergenen die menselijke eigenschappen beïnvloeden

Niemand weet precies waarom de Neanderthalers 40.000 jaar geleden uitstierven, maar we weten wel dat er een zekere mate van intermigratie was tussen hun gemeenschap en onze voorouders. Veel van deze genen zijn in de loop der tijd door natuurlijke selectie uit de moderne menselijke populatie verwijderd, zodat de huidige prevalentie slechts 1-4% van het huidige menselijke genoom bedraagt.

Hoewel de prevalentie van genen van Neanderthalers bij mensen zeldzaam is (<2% bij niet-Afrikaanse populaties), dragen deze genen toch bij aan verschillende fysieke kenmerken. De overgeërfde eigenschappen van de Neanderthaler bevolking bieden soms voordelen, en zijn soms gekoppeld aan ziekteveroorzakende eigenschappen. De overgrote meerderheid van de geïdentificeerde genen die in de niet-Afrikaanse populatie zijn overgebleven, zijn geassocieerd met haar- en huidskleur. Genen met een Neanderthaler-oorsprong worden archaïsche genen genoemd.

Een veel voorkomende vraag die rijst naar aanleiding van het intermarriage van mensen en Neanderthalers is de vraag naar de vruchtbaarheid onder de nakomelingen van deze unies. Het bewijs (Sankararaman, S. et. al., 2016) wijst erop dat de hybride kinderen minder vruchtbaar waren, omdat de prevalentie van Neanderthalergenen op het X-chromosoom minder is dan die gevonden op de autosomale (niet-geslachts) chromosomen. Deze bevinding is te danken aan natuurlijke selectie, die suggereert dat de Neanderthalergenen op dit chromosoom de vruchtbaarheid verminderden en in de loop der tijd zijn afgenomen naarmate de X-chromosomen met meer menselijke genen vruchtbaardere mannetjes voortbrachten.

In het algemeen bleven de genen die een voordeel voor de menselijke bevolking opleverden bestaan, en werden genen die schade veroorzaakten in de loop der tijd geëlimineerd.

8 eigenschappen die de mens en de Neanderthaler gemeen hebben

1. haarkleur en -type
2. voordelen voor het immuunsysteem
3. slaappatroon
4. depressie en verslaving
5. problemen met de bloedstolling
6. Eiwitondervoeding
7. Oogkleur
8. Lichte en Donkere huid

Neanderthaler verspreidingsgebied in Europa en Azië

Selected Genetic Alterations From Archaic Genes

Zijn rode haren afkomstig van Neanderthalers?

Een veelgehoorde mythe zegt dat rood haar bij mensen afkomstig is van Neanderthalers. Mensen in de huidige wereld hebben over het algemeen mutaties op het melanocortine (MC1R) gen dat een overproductie van pheomelanine veroorzaakt, wat een rode haarkleur produceert. Een tweede theorie is dat een apart gen dat de functionaliteit van het MC1R-gen vermindert, afkomstig is van Neanderthalers (p.Arg307Gly), maar geen van deze mutaties is waargenomen in de volledig gesequencete genomen van twee Neanderthalers. Kortom, wie vandaag de dag gemberhaar heeft, lijkt deze eigenschap niet van Neanderthalers te hebben geërfd.

1.Haarkleur en haartype

Er zijn verschillende overlappende genen voor zowel de menselijke als de Neanderthaler populatie die verband houden met zowel blond als donker haar. Het blijkt dat Neanderthalers net zo gevarieerd waren in huidskleur en haarkleur als de hedendaagse mens, en het is onmogelijk om de aanwezigheid van een archaïsch genoom vast te stellen door het observeren van de haar- of huidskleur van een huidige mens. De vorming van haar, die grotendeels de productie van keratine omvat, wordt beïnvloed door archaïsche genen. Twee primaire aandoeningen zijn bij de mens overgebleven van onze Neanderthaler-voorouders:

• Actinische Keratose wordt veroorzaakt door schade als gevolg van blootstelling aan ultraviolet licht. Het is een voorstadium van kanker en veroorzaakt schilferende bulten op het huidoppervlak. Indien onbehandeld, kan deze huidlaesie zich ontwikkelen tot plaveiselcelcarcinoom.
• Seborroïsche Keratose zijn volkomen onschadelijke huidgroeisels die in kleur kunnen variëren van geelbruin tot zwart. Deze gezwellen worden ook wel “zeepokken” genoemd.

2.Voordelen immuunsysteem

Meer dan 31 genen die betrokken zijn bij het immuunsysteem van de moderne mens zijn afkomstig van een archaïsche afstamming. Het voortbestaan van deze genen wijst erop dat zij heilzaam zijn en bescherming bieden tegen verschillende vormen van infectie. Specifieke mutaties die helpen virale infecties te verslaan zijn aanwezig in beide populaties. De van de Neanderthalers geërfde genetische mutaties OAS1, OAS2 en OAS3 verhogen de activiteit van de antivirale genen, waardoor mensen besmettelijke ziekten te boven kunnen komen.

Een andere geërfde genetische mutatie wordt het TLR1/6/10 haplotype genoemd. Deze variant komt in de hoogste concentratie voor in Oost-Azië en zorgt voor resistentie tegen H. pylori en maagzweren. Mensen met deze variant kunnen ook vatbaarder zijn voor allergieën.

3.Het “Nachtuil” slaappatroon

Genetische varianten op ASB1 en EXOC6 zijn archaïsche genen die worden geassocieerd met een voorkeur voor laat opblijven en dutten overdag. De concentratie van deze genen neemt toe in directe correlatie met de afstand tot de evenaar. Op de noordelijke breedtegraden vindt een grotere verschuiving van de daglengte plaats, wat het circadiane ritme beïnvloedt. De ASB1- en EXOC6-varianten kunnen een voordeel opleveren voor mensen die in een noordelijk klimaat leven met korte daglengtecycli in de winter.

4.Een neiging tot depressie vanuit archaïsche genen

Dezelfde genetische erfenis met betrekking tot circadiane ritmes wordt ook in verband gebracht met een verhoogde mate van chronische depressie. Gebrek aan zonlicht is een bekende oorzaak van depressie bij mensen die op noordelijke breedtegraden leven, en de prevalentie van sommige mutaties neemt toe naarmate een populatie zich verder van de evenaar bevindt. Neanderthaler-allelen in de buurt van het CDH6-gen worden geassocieerd met een verhoogde frequentie van zich ongeïnspireerd en apathisch voelen.

Verlaving aan stoffen als tabak wordt ook door deze genen beïnvloed. Hoewel minder dan 0,5% van de Europese bevolking eraan lijdt, verhoogt een variant op het SLC6A11-gen de kans op verslaving en is het een positieve voorspeller van rookgedrag.

5.Bloedstollingsproblemen en diep-veneuze trombose

In de Europese bevolking heeft ongeveer 6,5% van de mensen een mutatie op het SELP-gen die de neiging tot het vormen van bloedstolsels verhoogt. Dit gen is verantwoordelijk voor een eiwit dat ervoor zorgt dat cellen en bloedplaatjes zich hechten aan wondjes en ontstoken bloedvaten.

Een andere archaïsche variant is voor een gen dat codeert voor het Factor V eiwit. Deze mutatie staat los van de meest voorkomende genetische oorzaak van bloedstolsels bij Europeanen (Factor V Leiden). Degenen die het rs3917862-allel hebben, hebben een verhoogde kans op trombose. Wanneer iemand zowel de Factor V Leiden-mutatie als de van Neanderthalers afgeleide mutatie heeft, is het risico op diep-veneuze trombose groter dan bij de Factor V Leiden-mutatie alleen.

6.Eiwit-Calorie Ondervoeding

Neanderthalers aten een dieet met veel eiwitten en weinig koolhydraten. Thiamine is een voedingsstof die vooral voorkomt in rundvlees, lever, eieren en andere eiwitrijke voedingsmiddelen. Eén archaïsch allel op SLC35F3 produceert een thiamine-transporterend eiwit. Deze activiteit van het transporteiwit was verminderd bij Neanderthalers, die een dieet aten dat zeer rijk was aan deze voedingsstof.

De aanwezigheid van de archaïsche mutatie kan de kans op ondervoeding verhogen, omdat de hoeveelheid thiamine (vitamine B1) die beschikbaar is voor het lichaam wordt verminderd voor diegenen die een dieet consumeren dat rijk is aan geraffineerde koolhydraten. Aangezien moderne raffinagepraktijken de hoeveelheid beschikbare thiamine in granen al verminderen, lopen mensen met deze mutatie het risico op dit tekort, ook bekend als “beriberi”. Deze aandoening staat bekend als “calorierijke ondervoeding”, omdat de persoon genoeg calorieën binnenkrijgt, maar niet genoeg van een bepaalde voedingsstof om de lichaamsfuncties goed te laten werken.

Thiaminedeficiëntie kan dysautonomie veroorzaken, waaronder het Posturaal Orthostatisch Tachycardie Syndroom, of POTS. Andere aandoeningen zoals psychiatrische stoornissen, zwelling van de benen, braken, en hartfalen kunnen worden veroorzaakt door een vitamine B1-tekort.

7.Oogkleur

Het OCA2-gen is verantwoordelijk voor het produceren van haar-, huid-, en oogkleur. Terwijl mensen afkomstig uit Afrika voor dit gen meer dan 74 genetische verschillen vertonen met de Neanderthaler-sequentie, vertonen mensen uit niet-Afrikaanse gebieden slechts iets meer dan tien verschillen met het archaïsche genoom. Dit wijst op een tamelijk recente instroom van Neanderthaler-genen in de menselijke populatie die uit Afrika is gemigreerd.

Een mutatie die consistent is tussen de Neanderthalers en de hedendaagse mens is een mutatie op OCA2 die een blauwe oogkleur veroorzaakt. De oorsprong van de blauwe oogkleur is echter niet uitsluitend te danken aan de aanwezigheid van archaïsche genen. Moderne mensen hebben ook mutaties die een blauwe oogkleur veroorzaken die niet aanwezig zijn bij de Neanderthalers, dus de oorsprong van blauwe ogen is waarschijnlijk te wijten aan een veelheid van factoren.

8.Zowel lichte als donkere huid geërfd van Neanderthalers

Zowel lichte als donkere huidskleuren zijn waargenomen in de overerving van de Neanderthaler populatie. Dit wijst erop dat deze groep variaties in huidskleur had, vergelijkbaar met de moderne mens.

Sommige allelen op het BNC2-gen zijn archaïsch en zijn afkomstig van de Neanderthalerpopulatie. Deze genetische variatie veroorzaakt een verhoogde gevoeligheid voor zonnebrand en is aanwezig in tot 66% van de Europese bevolking. Deze variant verhoogt niet alleen het risico op zonnebrand, maar veroorzaakt ook huidlaesies ten gevolge van keratose. Dit gen is verantwoordelijk voor een lichtere huidskleur en een groter vermogen om vitamine D te verwerken in omstandigheden met weinig zonlicht. Deze genetische mutaties veroorzaken ook een verhoogde vatbaarheid voor huidkanker.

Interessant is dat een kleiner deel van de Europeanen een donkerdere huid heeft geërfd van de Neanderthalers. Een gen dat dicht bij het BNC2-gen ligt, wordt in verband gebracht met een verhoogde pigmentatie in de huid. Tot 19% van de geïdentificeerde overlappende mens-Neanderthaler-genen is geassocieerd met dit tweede allel dat een donkerdere huid veroorzaakt.

Bronnen

• Dannemann, M. & Kelso, J. (2017). The Contribution of Neanderthals to Phenotypic Variation in Modern Humans. The American Journal of Human Genetics, Volume 101, pp. 578-579.
• Harris, K. & Neislen, R. (2016). De Genetische Kosten van Neanderthaler Introgressie. Genetics, Volume 203, pp. 881-891.
• Sankararaman, S., Swapan, M., Patterson, N., & Reich, D. (2016). The Combined Landscape of Denisovan and Neanderthal Ancestry in Present-Day Humans. Current Biology, Volume 26, pp. 1241-1247.
• Gittelman, R., Schraiber, J., Vernot, B., Mikacenic, C., Wurfel, M., Akey, J. (2016). Archaic Hominem Admixture Facilitated Adaptation of Out-of-Africa Environments. Current Biology, Volume 26, pp. 3375-3382.
• Simonti, C. et. al. (2014). The Phenotypic Legacy of Admixture Between Modern Humans and Neandertals. Science, Volume 343, pp. 737-741.

Vragen & Antwoorden

Vraag: Komen blauwe ogen van Neanderthalers?

Antwoord: Blauwe ogen komen niet van Neanderthalers, en de huidige gegevens tonen aan dat Neanderthalers een verscheidenheid aan huidskleuren hadden en verschillende oogkleuren hadden (waaronder bruin). Twee vrouwelijke Neanderthalers uit Kroatië werden bestudeerd en hun genoom toonde een waarschijnlijkheid aan dat ze een tanig getinte huid, bruine ogen en brunette haar hadden.

© 2018 Leah Lefler

Leah Lefler (auteur) uit Western New York op 12 augustus 2019:

Het aantal genen dat in het menselijk genoom is opgenomen is vrij klein, dus het is onwaarschijnlijk dat uw kenmerken te wijten zijn aan een Neanderthaler voorouder. Mensen hebben een grote verscheidenheid aan kenmerken die normaal zijn binnen onze soort, dus het is waarschijnlijker dat uw fysieke kenmerken puur menselijk zijn, Ally. Het circadiane ritme heeft wel een correlatie met enkele genen die terug te voeren zijn op Neanderthalers, dus het is mogelijk dat jouw slaap-waak cyclus een invloed heeft van een van deze genen. Autisme is een breed spectrum en heeft verschillende bekende (menselijke) genetische en idiopathische oorzaken. De enige manier om te weten of je Neanderthaler genen draagt zou zijn om genetisch onderzoek te laten doen.

Ally op 11 augustus 2019:

Ik heb Neanderthaler kenmerken…. Ben ook Autistisch en ik functioneer beter in de avond in de zomer als ik wakker wordt dan overdag. Zou dit gerelateerd kunnen zijn?

Leah Lefler (auteur) uit Western New York op 20 januari 2019:

Veel mensen met Europese voorouders hebben wat Neanderthaler DNA. Veel mensen hebben ook Denisovan DNA, dat is een andere humanoïde soort die samen met mensen leefde. Ik vind menselijke genetica erg interessant, Glenn!

Glenn Stok uit Long Island, NY op 20 januari 2019:

Ik heb mijn DNA laten testen met 23andMe en ontdekte dat ik 3% Neanderthaler ben. Dat maakte dat ik er meer over wilde weten en je artikel was perfect. Je gaf veel interessante informatie over de verschillende overgeërfde eigenschappen en hun effecten. Je onderzoek was uitstekend Leah! Het liet me achter met een beter begrip van dit kleine deel van mijn erfenis.

Leah Lefler (auteur) uit Western New York op 03 december 2018:

Dank je, Dianna. Het is heel fascinerend dat er een genetische erfenis is van het intermarriage van mensen en Neanderthalers. De meeste genen die de mens schade zouden toebrengen, zijn in de loop der tijd tegen geselecteerd, waardoor er voornamelijk gunstige genen overblijven. Er zijn echter enkele genen die nog steeds potentieel schadelijk zijn, waaronder genen die het risico op ontstekingen en het risico op bloedstolsels verhogen.

Dianna Mendez op 02 december 2018:

Dit heeft zeker mijn ogen geopend voor de geschiedenis van de Neanderthalers. Wat een interessant onderwerp om over te schrijven en je hebt het zo goed behandeld.