„Long Distance Running“ eksperimentas gali atskleisti žmogaus genetinę kilmę

Mėnesiais San Diego mokslininkų komanda stebėjo genetiškai modifikuotas peles.

Mokslininkai bando atskleisti mažo geno, kuris neveikė žmonėms milijonus metų, poveikį. Pelės neseniai baigė treniruotes ir rezultatus, paskelbtus 2008 m Royal Society byla B, rodo, kad ši genetinė detalė ne tik daro žmones dideliais bėgikais, bet ir gali vaidinti svarbų vaidmenį mūsų pačių evoliucijoje.

Yra daug teorijų apie tai, kas pasižymi diferencijuotais žmogaus protėviais iš pakuotės. Vienas netgi turi tai, kad jie naudojo stebuklingus grybus ir išsiaiškino, kuriuos įrankius naudoti. Nedideliu tempu važiuojantis atstumas (dar vadinamas „ištvermės veikimo hipoteze“) yra dar viena teorija, nes tai vienas iš nedaugelio fizinių dalykų, kuriuos žmonės atrodo gerai, aiškina vyresnysis doktorantas Ajit Varki. Kalifornijos universiteto San Diego universiteto ląstelių ir molekulinės medicinos profesorius.

„Varki“ dokumente pateikiama teorija, kuri susideda iš vieno esminio genetinio pokyčio, kuris, jo manymu, suteikė mūsų raumenims galios paleisti tuos atstumus ir kolonizuoti didžiąją pasaulio dalį. Tai ne genas, o kai kurios svarbios DNR ištrynimas, kuris daro jį nenaudingu. Šiame dokumente teigiama, kad šis susilpnėjęs genas, vadinamas CMAH, įvyko maždaug prieš du milijonus metų, maždaug tuo pačiu metu, kai Afrikoje palieka saučių ankstyvųjų žmonių protėvių.

„Prieš du milijonus metų atsirado ši linija, vadinama Homo tai galiausiai paskatino mus. Tikriausiai jie turėjo stiprius raumenis, tokius kaip ankstyvieji šiuolaikiniai žmonės, ir jie tikriausiai pradėjo važiuoti ir medžioti, ir tai darė įvairius dalykus “, - sako Varki Inversinis. „Taigi mes pastebėjome atsitiktinumą: kad mūsų mutacija tikriausiai įvyko maždaug tuo pačiu metu.“

Genetinė kilmė Homo ?

Šiandien šiuolaikiniai žmonės vis dar neturi veikiančio CMAH geno, bet daugelis kitų būtybių iš karvių iki šimpanzių. Kai Varki išgėrė CMAH šį geną iš pelių, turinčių raumenų distrofiją, jis pastebėjo, kad jie pasižymi nespecifiškai žmogaus panašiais ligos simptomais. Bet jie taip pat buvo geri kitame akivaizdžiai žmogaus bruože: atstumas.

„Taigi absolventas sugriebė bėgimo takelį ir mes jį išbandėme“, - sako jis. „Žemas ir štai, pelės pakilo tiesiai iš dėžutės. Net be mokymo, jie jau buvo geresni nei originalios pelės. “

Pelėms, neturinčioms CMAH, buvo 30 procentų didesnis važiavimo patvarumas nei kontrolinėje populiacijoje. Vidutiniškai jie buvo 20 proc. Ir 12 proc.

Jis taip pat pastebėjo dar vieną svarbų aspektą, kuris, jo manymu, sustiprina jo atvejį, kad praradus CMAH padėjo įtvirtinti atstumo, vykstančio žmogaus evoliucijoje, svarbą. Pelės, turinčios CMAH, išnyko vaisingumą sumažėja su pelėmis, kurios vis dar turėjo geną. Trumpai tariant, jie buvo daug sėkmingesni veisdami kitas peles be CMAH. Jei šis poveikis atsirastų prieš milijonus metų, galbūt tai padėjo išspręsti gyventojų ištrynimą, sukeldamas ilgalaikį genetinį pasikeitimą.

„Jei mes susisieksime šiuos du dalykus, bet mes vis dar ieškome tikslių įrodymų, tai rodo, kad tai yra genties homo kilmė“, - priduria jis. „

Tačiau šiandien Vary priduria, kad šis ištrynimas yra dvigubo krašto kardas. Nors pelės, turinčios CMAH ištrynimą, buvo puikios sportininkės, jos taip pat buvo linkusios sergėti diabetu į įprastą ligą, kuri šiandien kenčia nuo žmonių. Netgi pradžioje šios pelės palaikė aukštą gliukozės kiekį kraujyje, kuris yra vienas iš pagrindinių ligų rizikos veiksnių.

„Paaiškėjo, kad šios pelės yra labiau linkusios į II tipo diabetą. Visi galvoja apie diabetą kaip tikrai blogą dalyką. Bet jei jūs gyvenate per bado laikotarpį, tai nėra bloga idėja išlaikyti savo gliukozės kiekį. “

Šiomis dienomis tai nebėra, tačiau išbraukimas išlieka, galbūt buvęs evoliucinis pranašumas, kuris tapo šiuolaikiniu prakeikimu.

Žiedas į ląstelių cukraus grandinę

Funkcinis CMAH praradimas abiejose pelėse ir žmonėms sukelia raumenų kaitinimo procesą, todėl jie tampa atsparesni nuovargiui. Varki eksperimentas parodė, kad pelės, turinčios CMAH, pasiekė raumenų nuovargį tris minutes į priverstinio važiavimo bandymą, tuo tarpu tie, kurie neturėjo genų, vidutiniškai truko septynias minutes.

Tačiau jis taip pat pažymi, kad CMAH turi poveikį kiekviena kūno ląstelė ne tik raumenų ląstelės. Visų pirma tai paveikia „tankų mišką“, esančią kiekviename ląstelėje. Paskutinė šių grandinių sąsaja yra siasalinės rūgštys. Daugelis pasaulio kūrinių dviejų tipų siasalinių rūgščių, nes jie gali konvertuoti vieną tipą į kitą per fermentą (molekulinį darbuotoją, kuris viskas vyksta organizme), kurį gamina CMAH genas. Bet žmonės negali daro šią konversiją.

„Žmonėms mes praradome gebėjimą paversti pirmąją rūšį į antrą rūšį“, - aiškina jis. „Taigi mes esame tokie, kurie viršija vienos rūšies ir kitokio pobūdžio. Ir tai skamba kaip subtilus dalykas, bet šitos sialinės rūgštys, kurios taip yra, turi tiek daug funkcijų. “

Šis mažas biocheminis skirtumas tiesiogiai nedaro įtakos mūsų raumenų procesui deguonimi, bet būtent Varki komanda ieškos įrodymų, patvirtinančių jo hipotezę, kad šis genas yra genties pagrindas Homo į iškastinį įrašą. Ši siasalinė rūgštis, kurią turi daugybė žmonių, palieka molekulinį pėdsaką: metabolitą, kuris gali išgyventi fosilijose. Kitas žingsnis yra pamatyti, kada iškastiniame įraše pradėsime matyti didesnį šio molekulinio raudonojo silkių lygį.

Tai paprastas detektyvinio darbo žaidimas, jei jis gali gauti rankas ant nedaugelio brangių egzempliorių, kuriuos turime, ir atlikti šį tyrimą, atliekant tyrimą nesunaikinančiu būdu. Sakė, kad šis eksperimentas taip pat turės būti pakartotas - galiausiai CMAH pelės versija gali skirtis nuo žmogaus.

„Tai tik vienas iš tų šokių, kur viskas tinka“, - priduria jis. „Tačiau įrodymas turi būti iš tikrųjų pažvelgęs į iškastines medžiagas“.

Net jei jis negali patvirtinti savo evoliucinės hipotezės, jo eksperimentiniai rezultatai atskleidė svarbų faktą: net jei nekenčiate paleisti, jūsų genai greičiausiai yra geriau, nei manote.