Experiment s dálkovým chodem může odhalit genetické původy lidstva

Celé měsíce tým vědců v San Diegu sledoval geneticky upravené myši.

Vědci se snaží odhalit účinky malého genu, který řádně nepracoval u lidí miliony let. Myši nedávno dokončily trénink a výsledky, publikované v publikaci Sborník Královské společnosti B, naznačují, že tento genetický detail nejen dělá lidi skvělými běžci, ale může také hrát důležitou roli v našem vlastním vývoji.

Existuje spousta teorií o tom, co odlišuje lidské předky od balíku. Jeden má dokonce to, že používali magické houby a přišli na to, jaké nástroje použít. Dálkové běh mírným tempem (také nazývaný „vytrvalostní hypotéza“) je další teorií, protože je to jedna z mála fyzických věcí, které se lidem zdají být dobré, vysvětluje Ajit Varki, Ph.D., vedoucí autor studie a profesor buněčné a molekulární medicíny na University of California, San Diego.

Varkiho kniha představuje teorii soustředěnou kolem jedné zásadní genetické změny, o které věří, že dala našim svalům sílu řídit tyto vzdálenosti a kolonizovat většinu světa. Nejedná se o gen, nýbrž o vypuštění nějaké klíčové DNA, která dělá jednu zbytečnou. Tento dokument naznačuje, že tento zmrzačený gen, zvaný CMAH, nastal zhruba před dvěma miliony lety, kolem stejného, ​​když se začaly opouštět hrstky dřívějších lidských předků z Afriky.

„Před dvěma miliony let se objevila tato linie Homo které nás nakonec vyvolalo. Pravděpodobně měli silné svaly, jako byli lidé z ranného novověku, a pravděpodobně začali běhat a lovit a dělat vše, “říká Varki Inverzní. "Tak jsme si všimli náhody: že se naše mutace pravděpodobně odehrává přibližně ve stejnou dobu."

Genetický původ Homo ?

Moderní lidé stále nemají funkční gen CMAH, ale mnoho dalších tvorů od krav po šimpanze. Když Varki vyrazil CMAH tento gen ven u myší se svalovou dystrofií, všiml si, že vykazují netypicky lidské symptomy nemoci. Ale byli také dobří v jiné, zřetelně lidské vlastnosti: běh na dálku.

„Takže student z gradu popadl běžecký pás a my jsme to zkusili,“ říká. „Nízké a hle, myši vylezly přímo z krabice. Dokonce i bez tréninku byli lepší než běžící myši. “

Myši bez CMAH měly o 30% vyšší provozní vytrvalost než kontrolní populace. V průměru běžely o 20 procent dále a o 12 procent rychleji.

On také si všiml dalšího důležitého aspektu, který věří, posiluje jeho případ, že ztráta CMAH pomohla upevnit důležitost vzdálenosti běžící v lidské evoluci. Myši s CMAH vyrazily na plodnost klesá u myší, které stále měly gen. Stručně řečeno, byly mnohem úspěšnější s jinými myšmi bez CMAH. Pokud by se tento účinek objevil u lidí před miliony let, mohlo by to pomoci odstranit deleci v populaci, čímž by se vytvořila trvalá genetická změna, která existuje dodnes.

„Když dáme tyto dvě věci dohromady, ale stále hledáme přesné důkazy, to naznačuje, že je to původ rodu homo,“ dodává. „

Ale dnes, Vary dodává, že toto vypuštění je meč s dvojitým ostřím. Ačkoli myši s CMAH delecí byly vynikající atleti, oni byli také náchylní k diabetu k obyčejné nemoci, která ovlivní lidi dnes. I na výchozích hodnotách tyto myši měly vysoké hladiny glukózy v krvi, což je jeden z hlavních rizikových faktorů onemocnění.

"Ukazuje se, že tyto myši jsou náchylnější k diabetu typu II," říká. Každý si myslí, že diabetes je opravdu špatná věc. Pokud ale žijete v období hladovění, není špatný nápad udržet si hladinu glukózy. “

V těchto dnech, to už není případ, ale vypuštění zůstává, možná bývalá evoluční výhoda, která se stala moderní den prokletí.

Klíč v řetězci buněčného cukru

Funkční ztráta CMAH u těchto myší i lidí vytváří změnu ve způsobu, jakým svaly zpracovávají kyslík, což je činí odolnější vůči únavě. Varkiho experiment ukázal, že: myši s CMAH dosáhly svalové únavy tři minuty do testu nuceného běhu, zatímco ty bez tohoto genu trvalo v průměru sedm minut.

Ale také poznamenává, že CMAH má vliv na každá buňka v těle nejen svalové buňky. Ovlivňuje zejména „hustý les“ cukerných řetězců, které leží na každé buňce. Vytvoření posledního článku těchto řetězců jsou kyseliny sialové. Mnoho tvorů na světě produkuje dva typy kyseliny siasalové, protože mohou přeměnit jeden typ na jiný prostřednictvím enzymu (molekulárního pracovníka, který dělá věci v těle) produkovaného genem CMAH. Ale lidi nemůže dělá tuto přeměnu.

„U lidí jsme ztratili schopnost převést první druh na druhý druh,“ vysvětluje. „Takže jsme něco přesahujícího jednoho druhu a postrádáme jiný druh. A to zní jako jemná věc, ale tyto kyseliny sialové jsou tak jisté, že mají tolik funkcí. “

Tento nepatrný biochemický rozdíl nemá přímý vliv na to, jak naše svaly zpracovávají kyslík, ale je to způsob, jakým Varkiho tým bude hledat důkazy na podporu své hypotézy, že tento gen je základem rodu. Homo ve fosilním záznamu. Tato kyselina siasalic, kterou lidé mají v hojném množství, zanechává za molekulární stopou: metabolit, který může přežít v fosiliích. Dalším krokem je vidět, kdy v fosilním záznamu začneme vidět vyšší hladiny tohoto molekulárně červeného sleďa.

Je to jednoduchá hra detektivní práce, pokud může dostat své ruce na těch pár vzácných exemplářů, které musíme provést a provést tento výzkum ve výzkumu nedestruktivním způsobem. Řekl, že tento experiment bude také muset být replikován - myš verze CMAH by se mohla lišit od lidské.

„Je to jen jeden z těch lovů, kde se všechno hodí,“ dodává. "Ale důkaz musí pocházet ze skutečného pohledu na zkameněliny."

I když nedokáže potvrdit svou evoluční hypotézu, jeho experimentální výsledky odhalily důležitý fakt: i když nenávidíte běh, vaše geny v něm naznačují pravděpodobně lepší, než si myslíte.