Aus der alten DNA von mehr als 1.600 Menschen aus der Steinzeit bis zur Bronzezeit haben Forschende die bisher größte Datenbank alter Genome zusammengestellt. Anhand der Daten lassen sich Völkerwanderungen rekonstruieren und Abstammungslinien verfolgen. Zusätzlich liefern sie einzigartige Einblicke in die Ursprünge moderner Krankheiten. Demnach haben beispielsweise Nordeuropäer bestimmte Gene, die das Risiko für Multiple Sklerose erhöhen, von Hirtenvölkern geerbt, die vor rund 5.000 Jahren aus der pontisch-kaspischen Steppe nach Europa kamen.
Die heutige genetische Vielfalt der westeurasischen Bevölkerung geht wahrscheinlich auf drei große Migrationsbewegungen in der Vergangenheit zurück: Vor rund 45.000 Jahren kamen die ersten Jäger und Sammler nach Europa. Teilweise verdrängt wurden sie vor etwa 11.000 Jahren von neolithischen Bauern aus dem Nahen Osten. Vor rund 5.000 Jahren begannen dann nomadische Schaf- und Rinderhirten aus der pontisch-kaspischen Steppe, weite Teile Europas zu besiedeln. Das Erbe dieser drei Volksgruppen zeigt sich bis heute zu unterschiedlichen Anteilen in unseren Genomen. Woher genau welche Gene stammen und wie sie sich auswirken, ist allerdings bisher nur in Ansätzen erforscht.
Datenbank alter Genome
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Eske Willerslev von der University of Cambridge hat nun die bisher größte Datenbank alter menschlicher Genome zusammengestellt. Dafür sequenzierten die Forschenden 317 Genome von Menschen, die vor bis zu 34.000 Jahren in Europa und Asien lebten und deren Überreste heute in Museen aufbewahrt werden. Diese Daten kombinierten sie mit 1347 bereits veröffentlichten Sequenzen prähistorischen Erbguts. Zum Vergleich bezog das Team zusätzlich moderne Genome in die Analyse ein.
Diese Daten ermöglichen nicht nur, die Abstammungslinien der heutigen westeurasischen Bevölkerung bis weit in die Vergangenheit zu verfolgen. Sie geben zusätzlich Aufschlüsse über die Ursprünge vieler heutiger Merkmale – von der Körpergröße bis hin zur Anfälligkeit für bestimmte Krankheiten. „Die Erstellung einer Genbank mit alter DNA der früheren Bewohner Eurasiens war ein gewaltiges Projekt, das die Zusammenarbeit mit zahlreichen Museen erforderte“, sagt Willerslev. „Unsere Genbank funktioniert als Präzisionsinstrument, das uns neue Erkenntnisse über menschliche Krankheiten liefern kann, wenn wir sie mit Analysen heutiger menschlicher DNA und Beiträgen aus verschiedenen anderen Forschungsbereichen kombinieren.“
MS-Risikogene früher von Vorteil
Unter anderem liefern die Daten eine Erklärung dafür, warum Menschen nordeuropäischer Abstammung ein deutlich höheres Risiko haben, an Multipler Sklerose (MS) zu erkranken, als Menschen aus anderen Teilen der Welt. Der Blick auf die alten Genome zeigt, dass entsprechende Risikogene für diese neurodegenerative Autoimmunerkrankung schon bei dem Hirten aus der Jamnaja-Kultur vorkamen, die ihre Schafe und Rinder ursprünglich in der pontisch-kaspischen Steppe im Bereich des Schwarzen und des Kaspischen Meeres hüteten und vor etwa 5000 Jahren nach Ost- und Nordeuropa einwanderten.
„Es muss für die Jamnaja ein eindeutiger Vorteil gewesen sein, die MS-Risikogene zu tragen, selbst nachdem sie in Europa angekommen waren, obwohl diese Gene unbestreitbar ihr MS-Risiko erhöhten“, erklärt Willerslev. Die Forschenden vermuten, dass die entsprechenden Genvarianten dafür sorgten, dass das Immunsystem der Hirten besser gegen Infektionen gewappnet war, die von Rindern und Schafen auf Menschen übertragen werden können. Hirten mit diesen Genvarianten hatten somit trotz des erhöhten MS-Risikos einen Überlebensvorteil. „Das bedeutet, dass wir jetzt versuchen können, MS als das zu verstehen und zu behandeln, was sie tatsächlich ist: das Ergebnis einer genetischen Anpassung an bestimmte Umweltbedingungen, die in unserer Vorgeschichte auftraten“, sagt Co-Autor Lars Fugger von der University of Oxford.
Ererbte Merkmale
Zukünftig möchte das Team die evolutionsgeschichtlichen Grundlagen weiterer neurologischer Erkrankungen untersuchen. In weiteren Studien, die zeitgleich mit der MS-Studie in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurden, berichten die Forschenden bereits von zahlreichen zusätzlichen Erkenntnissen. So stellten sie fest, dass sich Genvarianten, die bekannterweise das Risiko von Krankheiten wie Alzheimer und Typ-2-Diabetes erhöhen, bis auf die frühen Jäger und Sammler zurückverfolgen lassen. Am stärksten ist dieses genetische Erbe heute im Erbgut osteuropäischer Menschen verbreitet.
Auch Merkmale, die nicht mit Krankheiten assoziiert sind, lassen sich auf unsere Vorfahren vor tausenden von Jahren zurückführen. So haben die Nordeuropäer von den Jamnaja nicht nur MS-Risikogene geerbt, sondern auch Gene für die Körpergröße, die erklären, warum Nordeuropäer typischerweise größer sind als Südeuropäer. „Die Lebensweise der Menschen in der eurasischen Region in den letzten 10.000 Jahren hat zu einem genetischen Erbe geführt, das sich auf ihre heutigen Nachkommen auswirkt, und zwar sowohl in Bezug auf ihr körperliches Erscheinungsbild als auch auf ihr Risiko, an einer Reihe von Krankheiten zu erkranken“, fasst Co-Autor Evan Irving-Pease von der Universität Kopenhagen zusammen.
Quellen: Morten Allentoft (Universität Kopenhagen, Dänemark) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-023-06865-0; Evan Irving-Pease (Universität Kopenhagen, Dänemark) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-023-06705-1; William Barrie (University of Cambridge, UK) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-023-06618-z; Morten Allentoft (Universität Kopenhagen, Dänemark) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-023-06862-3
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