Експериментът за дълги дистанции може да разкрие генетичния произход на човечеството

В продължение на месеци екип от изследователи в Сан Диего наблюдаваха генетично инженерните мишки.

Учените се опитват да открият ефектите на един малък ген, който не е работил правилно при хората в продължение на милиони години. Наскоро мишките завършиха своите тренировки и резултатите, публикувани в Известия на Кралското общество Б, предполагат, че този генетичен детайл не само прави хората велики бегачи, но и потенциално може да играе важна роля в нашата собствена еволюция.

Има много теории за това какви характеристики имат диференцираните човешки предци от опаковката. Един дори е, че са използвали магически гъби и са разбрали кои инструменти да използват. Разстоянието с умерено темпо (наричано още "хипотеза за издръжливост") е друга теория, защото тя е една от малкото физически неща, с които хората изглеждат добри, обяснява д-р Ajit Varki, старши автор на изследването и професор по клетъчна и молекулярна медицина в Университета на Калифорния, Сан Диего.

Документът на Варки представя теория, съсредоточена около една решаваща генетична промяна, която той вярва, че дава на нашите мускули силата да управляват тези разстояния и да колонизират голяма част от света. Това не е ген, а по-скоро заличаване на някаква ключова ДНК, която прави човек безполезен. Тази статия предполага, че този осакатен ген, наречен CMAH, се е случил преди около два милиона години, около същото, когато шепа ранни човешки предци са започнали да напускат Африка.

- Преди два милиона години се появява тази линия хомосексуалист които в крайна сметка ни доведоха. Вероятно са имали силни мускули като ранните съвременни хора и вероятно са започнали да бягат и ловуват и правят всякакви неща, ”казва Варки. обратен, - Значи сме забелязали съвпадението, че нашата мутация вероятно се е случила по едно и също време.

Генетичният произход на хомосексуалист ?

Днес съвременните хора все още нямат функциониращ ген на CMAH, но много други същества от крави до шимпанзета. Когато Варки извади CMAH от този ген при мишки с мускулна дистрофия, той забеляза, че те проявяват нехарактерни за човека симптоми на болестта. Но те също бяха добри в друга очевидно човешка черта: бягане от разстояние.

„Така че един студент грабва една бягаща пътека и ние я пробвахме”, казва той. - Ниско и ето, мишките се изкачиха направо от кутията. Дори и без тренировки, те вече бяха по-добри от първоначалните мишки.

Мишките без CMAH са с 30% по-голяма издръжливост от контролната популация. Средно те се движеха с 20% повече и с 12% по-бързо.

Той също забеляза друг важен аспект, който смята, че укрепва неговия случай, че загубата на CMAH е помогнала да се затвърди значението на дистанцията в човешката еволюция. Мишките с CMAH нокаутираха плодовитостта намалява с мишки, които все още имат гена. Накратко, те бяха далеч по-успешни от други мишки без CMAH. Ако този ефект се е случил при хората преди милиони години, той може да е помогнал да се определи заличаването на населението, създавайки трайна генетична промяна, която съществува и до днес.

"Ако сложим тези две неща заедно, но все още търсим точни доказателства за това, това предполага, че това е произходът на рода homo", добавя той."

Но днес Вари добавя, че това заличаване е меч с двойно острие. Въпреки че мишките с делеции на CMAH са превъзходни спортисти, те също са склонни към диабет към общо заболяване, което засяга днес хората. Дори при изходно ниво тези мишки са имали високи нива на кръвната захар, един от водещите рискови фактори на заболяването.

„Оказва се, че тези мишки са по-склонни към диабет тип II, казва той. Всеки мисли за диабет като наистина лошо нещо. Но ако преживявате период на глад, не е лоша идея да поддържате нивата на глюкозата нагоре."

Тези дни, това вече не е така, но заличаването остава, може би предишното еволюционно предимство, което се превърна в модерно проклятие.

Ключ в клетъчната захарна верига

Функционалната загуба на CMAH в двете мишки и хора създава промяна в начина, по който мускулите обработват кислорода, което ги прави по-устойчиви на умора. Експериментът на Varki показва това: мишките с CMAH достигат мускулна умора три минути в тест с принудителен ход, докато тези без ген са продължили средно седем минути.

Но той също така отбелязва, че CMAH има последици всяка клетка в тялото не само мускулни клетки. По-специално той засяга "гъста гора" от захарни вериги, които лежат върху всяка клетка. Образуването на последната връзка на тези вериги са сиазални киселини. Много създания в света произвеждат два вида на сиазални киселини, защото те могат да конвертират един тип в друг чрез ензим (молекулен работник, който прави нещата да се случват в тялото), произведен от гена CMAH. Но хората не мога прави това преобразуване.

„При хората сме загубили способността да преобразуваме първия вид във втория вид“, обяснява той. - Така че ние сме нещо повече от един вид и липсва друг вид. И това звучи като фино нещо, но тези сиалови киселини, които съм толкова сигурна, имат толкова много функции."

Тази малка биохимична разлика не влияе директно на това как мускулите ни обработват кислорода, но екипът на Варки ще търси доказателства в подкрепа на хипотезата, че този ген е в основата на рода хомосексуалист във вкаменелостите. Тази сиазална киселина, която хората имат в изобилие, оставя след себе си молекулярна следа: метаболит, който може да оцелее в вкаменелости. Следващата стъпка е да видим кога във вкаменелостите ще започнем да виждаме по-високи нива на тази молекулна червена херинга.

Това е проста игра на детективска работа, ако той може да се докопа до малкото, скъпоценни екземпляри, които трябва да направим, и да извърши това изследване в изследване по недеструктивен начин. Tha каза, че този експеримент също ще трябва да бъде повторен - версията на CMAH на мишката може да се различава от човешката, в края на краищата.

"Това е само една от онези лоши неща, където всичко се вписва", добавя той. - Но доказателството трябва да дойде от действително гледане на вкаменелости.

Дори и да не може да потвърди своята еволюционна хипотеза, неговите експериментални резултати са разкрили важен факт: дори ако мразите да бягате, вашите гени показват вероятно по-добри резултати от него, отколкото си мислите.