Liela attāluma brauciens var atklāt cilvēka ģenētisko izcelsmi

Jau vairākus mēnešus San Diego pētnieku komanda skatās ģenētiski modificētas peles.

Zinātnieki cenšas atklāt neliela gēna ietekmi, kas cilvēkiem nedarbojās miljoniem gadu. Peles nesen pabeidza treniņus un rezultātus, kas tika publicēti Karaliskās biedrības lietas B, liecina, ka šī ģenētiskā informācija ne tikai padara cilvēkus lieliskus skrējējus, bet arī potenciāli var būt nozīmīga loma mūsu pašu evolūcijā.

Ir daudz teoriju par to, kādas iezīmes atšķiras no cilvēka priekštečiem. Viens pat ir tas, ka viņi izmantoja maģiskās sēnes un saprata, kurus rīkus izmantot. Attālums, kas darbojas mērenā tempā (saukta arī par “izturības rādītāju hipotēzi”), ir vēl viena teorija, jo tā ir viena no nedaudzajām fiziskajām lietām, ko cilvēki, šķiet, ir labi, skaidro pētījuma vecākais autors Ajit Varki. un Kalifornijas Universitātes, San Diego, šūnu un molekulārās medicīnas profesors.

Varki rakstā ir izklāstīta teorija, kuras pamatā ir viena būtiska ģenētiska pārmaiņa, ko viņš uzskata, ka mūsu muskuļi deva spēku vadīt šos attālumus un kolonizēt lielu daļu pasaules. Tas nav gēns, bet drīzāk dažas būtiskas DNS dzēšana, kas padara vienu bezjēdzīgu. Šis dokuments liek domāt, ka šis saspīlētais gēns, ko sauc par CMAH, notika pirms diviem miljoniem gadu, ap to pašu, kad agri aiziet no Āfrikas.

“Pirms diviem miljoniem gadu šis cilts saukts Homo kas galu galā mums radīja. Viņiem, iespējams, bija spēcīgi muskuļi, piemēram, agrīnie mūsdienu cilvēki, un viņi, iespējams, sāka darboties un medīt, un darīja visu veidu lietas, ”stāsta Varki Apgrieztā. "Tāpēc mēs pamanījām nejaušību: ka mūsu mutācija, iespējams, notika ap to pašu laiku."

Ģenētiskā izcelsme Homo ?

Mūsdienās mūsdienu cilvēkiem joprojām nav funkcionējoša CMAH gēna, bet daudzi citi govis no govīm līdz šimpanzēm. Kad Varki iznīcināja CMAH šo gēnu no pelēm ar muskuļu distrofiju, viņš pamanīja, ka viņiem ir raksturīgi cilvēka līdzīgi simptomi. Bet viņi arī bija labi citā acīmredzami cilvēka iezīme: attālums darbojas.

"Tātad grad students satvēra skrejceļš, un mēs to izmēģinājām," viņš saka. “Zems un redzi, peles uzkāpa taisni no kastes. Pat bez apmācības viņi jau bija labāki, nekā sākotnējās peles. ”

Pelēm bez CMAH bija 30% lielāks braukšanas izturības rādītājs nekā kontroles populācijā. Vidēji viņi turpināja strādāt par 20 procentiem un ātrāk par 12 procentiem.

Viņš arī pamanīja vēl vienu svarīgu aspektu, kas, pēc viņa domām, nostiprina savu lietu, ka CMAH zaudēšana palīdzēja nostiprināt attālumu, kas darbojas cilvēka evolūcijā. Peles ar CMAH izslēdza auglību samazinās ar pelēm, kurām vēl bija gēns. Īsāk sakot, tie bija daudz veiksmīgāki vairošanās ar citām pelēm bez CMAH. Ja šis efekts notiktu cilvēkiem miljoniem gadu atpakaļ, tas varētu būt palīdzējis noteikt dzēšanu populācijā, radot ilgstošu ģenētisku pārmaiņu, kas pastāv līdz pat šai dienai.

„Ja mēs šīs lietas apvienosim, bet mēs joprojām meklējam precīzus pierādījumus par to, tas liek domāt, ka tā ir ģints homo izcelsme,” viņš piebilst. “

Bet šodien Vary piebilst, ka šis svītrojums ir dubultgriezīgs zobens. Lai gan pelēm ar CMAH dzēšanu bija lieliski sportisti, viņi arī bija pakļauti cukura diabētam uz vispārēju slimību, kas šodien skar cilvēkus. Pat sākumā šīs peles bija saglabājušas augstu glikozes līmeni asinīs, kas ir viens no galvenajiem slimību riska faktoriem.

"Izrādās, ka šīs peles ir vairāk pakļautas II tipa diabētam," viņš saka. Ikviens domā par diabētu kā patiešām sliktu. Bet, ja jūs dzīvojat ar bada periodu, nav slikta ideja saglabāt savu glikozes līmeni. ”

Šajās dienās tas vairs nav, bet svītrojums, iespējams, ir bijušā evolūcijas priekšrocība, kas kļuvusi par mūsdienu lāstu.

Clue šūnu cukura ķēdē

CMAH funkcionālais zudums abās šajās pelēs un cilvēkiem rada izmaiņas muskuļu skābekļa rašanās procesā, padarot tās izturīgākas pret nogurumu. Varki eksperiments parādīja, ka pelēm ar CMAH trīs minūtes nonāca muskuļu nogurumā piespiedu skrējiena testā, turpretim tiem, kuriem nav gēna, vidēji bija septiņas minūtes.

Bet viņš arī atzīmē, ka CMAH ietekmē katru ķermeņa šūnu ne tikai muskuļu šūnas. Jo īpaši tas skar cukura ķēžu “biezu mežu”, kas atrodas uz katras šūnas. Šīs ķēdes pēdējās saites veidošana ir siasāla skābes. Daudzi radījumi pasaulē ražo divu veidu siasāla skābes, jo tās var pārvērst vienu tipu uz otru, izmantojot fermentu (molekulāro strādnieku, kas liek lietas notikt organismā), ko ražo CMAH gēns. Bet cilvēki nevar padara šo konversiju.

„Cilvēkiem mēs esam zaudējuši spēju pārvērst pirmo veidu otrā veidā,” viņš skaidro. „Tātad mēs esam sava veida, kas pārsniedz viena veida un kam nav cita veida. Un tas izklausās kā izsmalcināta lieta, bet šīs sialskābes ir tik daudzas, kurām ir tik daudz funkciju. ”

Šī mazā bioķīmiskā atšķirība tieši neietekmē mūsu muskuļu procesu skābekli, bet tieši Varki komanda meklēs pierādījumus, lai pamatotu viņa hipotēzi, ka šis gēns ir ģints pamatā. Homo fosilajā ierakstā. Šī siasāla skābe, kas cilvēkiem ir plaši, atstāj molekulāro pēdu: metabolītu, kas var izdzīvot fosilos. Nākamais solis ir redzēt, kad fosilajā ierakstā mēs sākam redzēt augstākus šīs molekulārās sarkanās siļķes līmeņus.

Tā ir vienkārša detektīvu spēle, ja viņš var iegūt rokas uz dažiem dārgiem paraugiem, kas mums ir, un veicam šo pētījumu pētniecībā nesagraujošā veidā. Tha teica, ka šis eksperiments arī būs jāatkārto - galu galā CMAH peles versija var atšķirties no cilvēka.

„Tas ir tikai viens no tiem, kur viss atbilst,” viņš piebilst. "Bet pierādījums ir jāiegūst no faktiski aplūkotām fosilijām."

Pat ja viņš nevar apstiprināt savu evolūcijas hipotēzi, viņa eksperimentālie rezultāti ir atklājuši svarīgu faktu: pat tad, ja jūs ienīstat braukt, jūsu gēni, iespējams, ir labāk nekā jūs domājat.