Експеримент на даљину може открити генетичке изворе човјечанства

Мјесецима, тим истраживача у Сан Диегу гледао је како генетски модифицирани мишеви раде.

Научници покушавају да открију ефекте сићушног гена који није радио правилно на људима милионима година. Мишеви су недавно завршили тренинге и резултате објављене у Зборник Краљевског друштва Б, сугеришу да овај генетски детаљ не само да чини људе великим тркачима, већ потенцијално може играти важну улогу у нашој еволуцији.

Постоји много теорија о томе шта карактеришу различити људски преци из чопора. Чак се може рећи да су користили магичне печурке и схватили које алате да користе. Удаљеност која се одвија умјереним темпом (која се назива и хипотеза о издржљивости) је друга теорија, јер је то једна од ријетких физичких ствари у којима људи изгледају добро, објашњава др Ајит Варки, виши аутор студије и професор ћелијске и молекуларне медицине на Универзитету Калифорнија, Сан Дијего.

Варкијев рад представља теорију усредсређену на једну кључну генетску промену за коју верује да је дала нашим мишићима моћ да те удаљености управљају и колонизују већи део света. То није ген, већ брисање неког кључног ДНК који га чини бескорисним. Овај рад указује на то да се тај осакаћени ген, назван ЦМАХ, догодио прије отприлике два милиона година, отприлике исто када су шачице раних људских предака почеле да напуштају Африку.

„Пре два милиона година појавила се ова линија Хомо што нас је на крају довело до тога. Вероватно су имали јаке мишиће као што су рани модерни људи, и вероватно су почели да трче и лове, и раде разне ствари “, каже Варки. Инверсе. "Тако смо приметили случајност: да се наша мутација вероватно догодила у исто време."

Генетско порекло Хомо ?

Данас, савремени људи још увек немају функционалан ЦМАХ ген, али многа друга створења од крава до шимпанзи. Када је Варки избацио ЦМАХ из овог гена код мишева са мишићном дистрофијом, приметио је да су показивали неуобичајено сличне симптоме болести. Али они су такође били добри у другој, изразито људској особини: трчање на даљину.

“Тако је један студент дипломирао на траци за трчање и ми смо покушали”, каже он. “Лов и гле, мишеви су се успели равно из кутије. Чак и без тренинга, они су већ били бољи у трчању од оригиналних мишева.

Мишеви без ЦМАХ имали су 30% већу издржљивост у односу на контролну популацију. У просеку су се кретали 20% даље, и 12% брже.

Такође је приметио још један важан аспект за који верује да јача његов случај да је губитак ЦМАХ-а помогао да се учврсти значај удаљавања у људској еволуцији. Мишеви са ЦМАХ-ом су нокаутирали плодност смањује са мишевима који су још увек имали ген. Укратко, они су били далеко успешнији узгој са другим мишевима без ЦМАХ. Да се ​​тај ефекат догодио код људи пре милион година, можда је помогао да се поправи брисање у популацији, стварајући одрживу генетску промену која постоји до данас.

"Ако ставимо те двије ствари заједно, али још увијек тражимо точне доказе за то, то сугерира да је то поријекло рода хомо", додаје он. “

Али данас, Вари додаје да је то брисање двоструки мач. Иако су мишеви са делецијама ЦМАХ-а били врхунски спортисти, били су склони и дијабетесу уобичајеној болести која данас погађа људе. Чак и на почетку, ови мишеви су задржали висок ниво глукозе у крви, један од главних фактора ризика за болести.

„Испада да су ови мишеви склонији дијабетесу типа ИИ, каже он. Сви мисле да је дијабетес заиста лоша ствар. Али ако живите кроз период гладовања, није лоша идеја да одржавате ниво глукозе."

Ових дана то више није случај, али брисање остаје, можда некадашња еволуциона предност која је постала модерна клетва.

Кључ у ћелијском ланцу шећера

Функционални губитак ЦМАХ код оба мишева и људи ствара промену у начину на који мишићи процесирају кисеоник, што их чини отпорнијим на замор. Варки експеримент је показао: мишеви са ЦМАХ-ом су достигли мишићни замор три минута у тесту принудног рада, док су они без гена у просјеку трајали седам минута.

Али он такође напомиње да ЦМАХ има ефекта свака ћелија у телу не само мишићне ћелије. Посебно утиче на „густу шуму“ шећерних ланаца који леже на свакој ћелији. Формирање последње карике ових ланаца су сиасалне киселине. Многа створења у свету производе два типа сиасалних киселина јер оне могу претворити један тип у други преко ензима (молекуларног радника који чини да се ствари дешавају у тијелу) који производи ген ЦМАХ. Али људи не може чини ову конверзију.

"У људима смо изгубили способност да претворимо прву врсту у другу врсту", објашњава он. „Дакле, ми смо некако вишак једне врсте и немамо друге врсте. И то звучи као суптилна ствар, али ове сиаличне киселине које сам тако сигуран имају толико функција."

Ова сићушна биохемијска разлика не утиче директно на то како наши мишићи процесирају кисеоник, већ ће Варкијев тим тражити доказе који поткрепљују његову хипотезу да је овај ген подлога рода Хомо у фосилним записима. Ова сиасалична киселина коју људи имају у изобиљу оставља иза себе молекуларни траг: метаболит који може да преживи у фосилима. Следећи корак је да видимо када у фосилном запису почнемо да видимо више нивое те молекуларне црвене харинге.

То је једноставна игра детективског рада, ако се може дочепати неколико драгоцјених примерака које морамо и обавити ово истраживање у истраживању на недеструктиван начин. Тха је рекао да ће овај експеримент такође морати да се реплицира - мишја верзија ЦМАХ-а би се ипак могла разликовати од људске.

"То је само један од оних лутања у којима се све уклапа", додаје он. "Али доказ мора да дође од гледања у фосиле."

Чак и ако не може да потврди своју еволутивну хипотезу, његови експериментални резултати су открили важну чињеницу: чак и ако не волите да трчите, ваши гени указују на то можда боље на то него што мислите.