Благодаря первому в своём роде геномному исследованию учёным удалось выявить генетическую мутацию, позволяющую жителям Тибетского нагорья не страдать от пагубных последствий хронической гипоксии, находясь постоянно на высоте пяти тысяч метров над уровнем моря. Работа, проведённая специалистами Университета штата Юта и опубликованная в журнале Nature Genetics, позволила определить, что точечное изменение в последовательности ДНК, произошедшее около восьми тысяч лет тому назад, защищает организмы тибетцев, останавливая физиологический процесс перепроизводства эритроцитов в ответ на кислородную недостаточность.
Ведущий автор исследования, профессор Джозеф Прчал (Josef Prchal), далеко не сразу смог набрать участников для исследования. Как рассказывается в пресс-релизе университета, он неоднократно обращался к китайским властям за разрешением на проведение работы, а также к живущим в Индии представителям тибетского народа в изгнании с просьбой предоставить образцы крови для исследования, но тщетно. Дело сдвинулось с мёртвой точки только после письменной поддержки со стороны Далай-Ламы, а также помощи тибетца по национальности Цеванга Таши (Tsewang Tashi), аспиранта Университета штата Юта, ставшего сотрудником Прчала. Таши обратился к своим соплеменникам с просьбой помочь учёным, и в итоге группе Прчала удалось набрать более 90 волонтёров, в основном среди тибетцев, эмигрировавших в США и другие страны.
В результате Прчал и его коллеги выявили миссенс-мутацию — изменение в нуклеотидной последовательности ДНК, вызывающее замену в белке одной аминокислоты на другую — в гене EGLN1, регулирующем адаптивную физиологическую реакцию на кислородную недостаточность. В отсутствие такой мутации в условиях высокогорья у людей наблюдается полицитемия — резкое увеличение количества эритроцитов в плазме крови, что ведёт за собой каскад негативных для здоровья последствий, приводящих к развитию высотной или горной болезни. Выявленная генетическая вариация, носителями которой являются 88 процентов тибетцев, блокирует процесс избыточного формирования эритроцитов в ответ на дефицит кислорода и таким образом защищает организм от полицитемии.
Учёные установили, что возраст мутации, отсутствующей у генетически близких тибетцам жителей равнинных областей Центральной Азии, составляет порядка восьми тысяч лет, что является сравнительно коротким сроком в масштабе истории человечества.
Как подчеркнул Прчал, значение сделанного открытия простирается за пределы изучения хода человеческой эволюции. Так как кислород играет центральную роль в физиологии человека, более глубокое понимание молекулярного механизма адаптации к условиям кислородного голодания может привести к новым подходам к лечению различных заболеваний, считает Прчал.