Experiment s dlhou vzdialenosťou môže odhaliť genetické pôvody ľudstva

Po celé mesiace tím výskumníkov v San Diegu sledoval geneticky upravené myši.

Vedci sa snažia odhaliť účinky malého génu, ktorý nefungoval správne u ľudí milióny rokov. Myši nedávno ukončili svoje tréningy a výsledky, publikované v Konanie kráľovskej spoločnosti B, naznačujú, že tento genetický detail nielen robí ľudí skvelými bežcami, ale mohol by zohrávať významnú úlohu aj v našom vlastnom vývoji.

Existuje veľa teórií o tom, čo odlišuje ľudské predky z balíčka. Jeden má dokonca to, že používajú magické huby a prišiel na to, ktoré nástroje použiť. Ďalšia teória je vzdialenosť, ktorá sa pohybuje miernym tempom (tiež nazývaná „vytrvalostná hypotéza“), pretože je to jedna z mála fyzických vecí, ktoré sa ľuďom zdajú byť dobré, vysvetľuje Ajit Varki, Ph.D., vedúci autor štúdie a profesorom bunkovej a molekulárnej medicíny na University of California v San Diegu.

Varkiho kniha predstavuje teóriu sústredenú okolo jednej zásadnej genetickej zmeny, o ktorej verí, že dala našim svalom silu riadiť tieto vzdialenosti a kolonizovať väčšinu sveta. Nie je to gén, ale skôr vypustenie nejakej rozhodujúcej DNA, ktorá robí jednu zbytočnou. Tento dokument naznačuje, že tento zmrzačený gén, nazývaný CMAH, sa vyskytoval zhruba pred dvoma miliónmi rokov, približne rovnako, keď hrstka skorých ľudských predkov začala opustiť Afriku.

„Pred dvoma miliónmi rokov sa objavila táto línia teploš ktorá nás nakoniec vyvolala. Pravdepodobne mali silné svaly, ako napríklad novodobí ľudia, a pravdepodobne začali behať a loviť a robiť všetko, “hovorí Varki obrátený, "Tak sme si všimli náhoda: že naša mutácia sa pravdepodobne odohrala v rovnakom čase."

Genetický pôvod teploš ?

Moderné ľudia v súčasnosti ešte nemajú funkčný gén CMAH, ale robia to aj mnohé iné tvory od kráv po šimpanzy. Keď Varki vyradil tento gén CMAH v myšiach so svalovou dystrofiou, všimol si, že vykazujú netypicky príznaky choroby podobné ľudskému organizmu. Ale aj oni boli dobrí v inej výrazne ľudskej črte: vzdialenosť behu.

„Takže študent z gradu popadol bežecký pás a my sme ho vyskúšali,“ hovorí. „Nízke a hľa, myši vyliezli priamo z krabice. Dokonca aj bez tréningu boli už lepšie v behu ako pôvodné myši. “

Myši bez CMAH mali o 30% vyššiu trvanlivosť ako kontrolná populácia. V priemere bežali o 20 percent ďalej a o 12 percent rýchlejšie.

Tiež si všimol ďalší dôležitý aspekt, o ktorom sa domnieva, že posilňuje jeho prípad, že strata CMAH pomohla upevniť dôležitosť vzdialenosti v ľudskej evolúcii. Myši s CMAH zrazili plodnosť klesá s myšami, ktoré ešte mali gén. Stručne povedané, boli oveľa úspešnejšie s inými myšami bez CMAH. Keby sa tento účinok vyskytol u ľudí pred miliónmi rokov, mohlo by to pomôcť vyriešiť deléciu v populácii a vytvoriť trvalú genetickú zmenu, ktorá existuje dodnes.

„Ak dáme tieto dve veci dohromady, ale stále hľadáme presný dôkaz o tom, to naznačuje, že toto je pôvod rodu homo,“ dodáva."

Ale dnes, Vary dodáva, že toto vypustenie je dvojsečný meč. Aj keď myši s deléciami CMAH boli vynikajúcimi atlétmi, boli tiež náchylné na diabetes k bežnému ochoreniu, ktoré dnes postihuje ľudí. Aj na začiatku liečby mali tieto myši vysoké hladiny glukózy v krvi, čo je jeden z hlavných rizikových faktorov ochorenia.

"Ukazuje sa, že tieto myši sú náchylnejšie na diabetes typu II," hovorí. Každý si myslí, že diabetes je naozaj zlá vec. Ale ak žijete v období hladovania, nie je to zlý nápad udržiavať hladinu glukózy. “

V týchto dňoch, to už nie je tento prípad, ale vypustenie zostáva, možno bývalá evolučná výhoda, ktorá sa stala modernou dennou kliatbou.

Kľúč v bunkovom reťazci cukru

Funkčná strata CMAH u týchto myší aj u ľudí spôsobuje zmenu v spôsobe, akým svaly spracovávajú kyslík, čo ich robí odolnejšími voči únave. Varkiho experiment ukázal, že: myši s CMAH dosiahli svalovú únavu tri minúty v teste s núteným chodom, zatiaľ čo tí bez génu v priemere trvali sedem minút.

Ale tiež poznamenáva, že CMAH má vplyv na každá bunka v tele nie len svalové bunky. Ovplyvňuje najmä „hustý les“ reťazcov cukru, ktoré ležia na každej bunke. Posledným spojením týchto reťazcov sú kyseliny siasalové. Mnoho tvorov na svete produkuje dva typy kyseliny siasalovej, pretože môžu konvertovať jeden typ na druhý prostredníctvom enzýmu (molekulárneho pracovníka, ktorý robí veci v tele) produkovaného génom CMAH. Ale ľudia nemôžu robí túto konverziu.

„U ľudí sme stratili schopnosť previesť prvý druh na druhú,“ vysvetľuje. „Takže sme trochu viac ako jeden druh a chýba nám iný druh. A to znie ako jemná vec, ale tieto kyseliny sialové sú také isté, že majú tak veľa funkcií. “

Tento nepatrný biochemický rozdiel nemá priamy vplyv na spôsob, akým naše svaly spracovávajú kyslík, ale je to to, ako tím Varki bude hľadať dôkazy na podporu svojej hypotézy, že tento gén je základom rodu. teploš v fosílnom zázname. Táto kyselina siasalic, že ​​ľudia majú v hojnosti listy za molekulárne stopu: metabolit, ktorý môže prežiť v skamenelinách. Ďalším krokom je vidieť, kedy v fosílnom zázname začneme vidieť vyššie hladiny tohto molekulárneho červeného sleďa.

Je to jednoduchá hra detektívnej práce, ak môže dostať svoje ruky na tých pár vzácnych exemplárov, ktoré musíme vykonať a vykonať tento výskum vo výskume nedeštruktívnym spôsobom. Povedal, že tento experiment bude musieť byť tiež replikovaný - verzia myši CMAH sa môže líšiť od ľudského.

„Je to len jeden z tých kúskov, kde sa všetko zmestí,“ dodáva. "Ale dôkaz musí prísť zo skutočného pohľadu na fosílie."

Aj keď nedokáže potvrdiť svoju evolučnú hypotézu, jeho experimentálne výsledky odhalili dôležitú skutočnosť: aj keď nenávidíte behať, vaše gény v tom naznačujú pravdepodobne lepšie, ako si myslíte.