Eksperiment na daljinu može otkriti genetsko podrijetlo čovječanstva

Mjesecima, tim istraživača u San Diegu promatrao je genetski modificirane miševe.

Znanstvenici pokušavaju otkriti učinke sićušnog gena koji milijunima godina nije ispravno radio na ljudima. Miševi su nedavno završili vježbanje i rezultate objavljene u Zbornik Kraljevskog društva B, sugeriraju da ovaj genetski detalj ne samo da čini ljude velikim trkačima, nego potencijalno može igrati važnu ulogu u našoj evoluciji.

Postoji mnogo teorija o tome što obilježava diferencirane ljudske pretke iz čopora. Čak se može reći da su koristili čarobne gljive i shvatili koje alate koristiti. Udaljenost koja se odvija umjerenim tempom (koja se također naziva i hipoteza o izdržljivosti) druga je teorija, jer je to jedna od rijetkih fizičkih stvari u kojima se čini da su ljudi dobri, objašnjava dr. Ajit Varki, viši autor studije i profesor stanične i molekularne medicine na Sveučilištu California, San Diego.

Varkijev rad predstavlja teoriju usredotočenu na jednu ključnu genetsku promjenu za koju on vjeruje da je našim mišićima dao moć da te udaljenosti upravljaju i koloniziraju veći dio svijeta. To nije gen, već brisanje neke ključne DNK koja nas čini beskorisnom. Ovaj rad sugerira da se taj osakaćeni gen, nazvan CMAH, dogodio prije otprilike dva milijuna godina, otprilike isto kada je šačica ranih predaka počela napuštati Afriku.

"Prije dva milijuna godina pojavila se ova linija homić što nas je naposljetku potaknulo. Vjerojatno su imali jake mišiće kao što su rani moderni ljudi, i vjerojatno su počeli trčati i loviti, i činili razne stvari “, kaže Varki. Inverzan, "Tako smo primijetili slučajnost: da se naša mutacija vjerojatno dogodila u isto vrijeme."

Genetsko podrijetlo. T homić ?

Danas, moderni ljudi još uvijek nemaju funkcionalni gen CMAH, ali mnoga druga stvorenja od krava do čimpanza. Kada je Varki izbacio CMAH iz ovog gena kod miša s mišićnom distrofijom, primijetio je da su pokazivali simptome bolesti karakteristične za čovjeka. Ali oni su također bili dobri u drugoj izrazito ljudskoj osobini: trčanje na daljinu.

"Tako je jedan student diplomirao na pokretnoj traci i pokušali smo", kaže on. - Niska i gle, miševi su se uspeli ravno iz kutije. Čak i bez treninga, već su bili bolji u trčanju od izvornih miševa.

Miševi bez CMAH-a imali su 30% veću izdržljivost u odnosu na kontrolnu populaciju. U prosjeku su se kretali 20 posto dalje i 12 posto brže.

Također je primijetio još jedan važan aspekt za koji vjeruje da jača njegov slučaj da je gubitak CMAH-a pomogao da se učvrsti važnost udaljavanja u ljudskoj evoluciji. Miševi s CMAH-om izbacili su plodnost smanjuje s miševima koji su još uvijek imali gen. Ukratko, oni su bili daleko uspješniji uzgoj s drugim miševima bez CMAH-a. Da se taj učinak dogodio u ljudima prije milijun godina, možda je pomogao popraviti brisanje u populaciji, stvarajući održivu genetsku promjenu koja postoji do danas.

"Ako stavimo te dvije stvari zajedno, ali još uvijek tražimo točne dokaze za to, to sugerira da je to porijeklo roda homo", dodaje on. „

Ali danas Vary dodaje da je to brisanje dvosjekli mač. Iako su miševi s delecijom CMAH-a bili vrhunski sportaši, također su bili skloni dijabetesu prema uobičajenoj bolesti koja danas pogađa ljude. Čak i na početku, ovi miševi su zadržali visoku razinu glukoze u krvi, jedan od glavnih rizičnih čimbenika bolesti.

“Ispada da su ti miševi skloniji dijabetesu tipa II, kaže on. Svatko misli da je dijabetes stvarno loša stvar. Ali ako živite kroz razdoblje gladovanja, nije loša ideja zadržati razinu glukoze."

Ovih dana to više nije slučaj, ali brisanje ostaje, možda bivša evolucijska prednost koja je postala moderna kletva.

Ključ u staničnom lancu šećera

Funkcionalni gubitak CMAH-a u oba miševa i čovjeka stvara promjenu u načinu na koji mišići procesiraju kisik, što ih čini otpornijim na umor. Varkijev pokus je pokazao: miševi s CMAH-om dosegli su mišićni umor tri minute u testu prisilnog rada, dok su oni bez gena u prosjeku trajali sedam minuta.

Ali on također primjećuje da CMAH ima učinke na svaka stanica u tijelu ne samo mišićne stanice. Posebice utječe na „gustu šumu“ šećernih lanaca koji leže na svakoj stanici. Formiranje posljednje karike ovih lanaca su siasalne kiseline. Mnoga stvorenja u svijetu proizvode dvije vrste Siasalicnih kiselina, jer one mogu pretvoriti jednu vrstu u drugu putem enzima (molekularnog radnika koji čini da se stvari događaju u tijelu) koji proizvodi gen CMAH. Ali ljudi ne mogu čini ovu pretvorbu.

"U ljudima smo izgubili sposobnost pretvaranja prve vrste u drugu vrstu", objašnjava on. “Dakle, mi smo nekako višak jedne vrste i nemamo druge vrste. I to zvuči kao suptilna stvar, ali ove sialične kiseline tako sam siguran da imaju toliko funkcija."

Ova sićušna biokemijska razlika ne utječe izravno na način na koji naši mišići obrađuju kisik, ali upravo će tim Varkija potražiti dokaze koji potkrepljuju njegovu hipotezu da je ovaj gen podloga roda homić u fosilnim zapisima. Ova siasalna kiselina koju ljudi imaju u izobilju ostavlja iza sebe molekularni trag: metabolit koji može preživjeti u fosilima. Sljedeći korak je vidjeti kada u fosilnim zapisima počinjemo vidjeti više razine te molekularne crvene haringe.

To je jednostavna igra detektivskog rada, ako se može uhvatiti za nekoliko dragocjenih primjeraka koje moramo provesti u istraživanju na nedestruktivan način. Tha je rekao da će se ovaj eksperiment također morati replicirati - mišja verzija CMAH-a bi se ipak mogla razlikovati od ljudske.

"To je samo jedna od onih predrasuda gdje se sve uklapa", dodaje. "Ali dokaz mora biti da zapravo gledamo fosile."

Čak i ako ne može potvrditi svoju evolucijsku hipotezu, njegovi eksperimentalni rezultati otkrili su važnu činjenicu: čak i ako ne volite trčati, vaši geni vjerojatno pokazuju bolje u tome nego što mislite.