ניסוי ריצה למרחקים ארוכים עשוי לחשוף את מקורותיה הגנטיים של האנושות

במשך חודשים, צוות של חוקרים בסן דייגו כבר צופה עכברים מהונדסים גנטית לעבוד.

המדענים מנסים לחשוף את ההשפעות של גן זעיר שלא עבד כראוי בבני אדם במשך מיליוני שנים. העכברים סיים לאחרונה את האימונים שלהם ואת התוצאות, שפורסם ב ההליכים של החברה המלכותית ב, מרמזת כי פרט גנטי זה לא רק הופך את בני האדם לרצים גדולים, הוא עשוי למלא תפקיד חשוב באבולוציה שלנו.

יש הרבה תיאוריות על מה תכונות שונות אבות האדם מן החבילה. אחד אפילו יש את זה שהם השתמשו פטריות קסם הבנתי אילו כלים להשתמש. ריצה מרחוק בקצב מתון (המכונה גם "ההשערה של הפעלת הסיבולת") היא תיאוריה אחרת, משום שהיא אחת הדברים הפיזיים המעטים שאדם נראה טוב בהם, מסבירה ד"ר איג'יט ורקי, הכותבת הבכירה של המחקר ופרופסור לרפואה סלולרית ומולקולרית באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו.

העיתון של ורקי מציג תיאוריה המתמקדת סביב אחד שינוי גנטי מכריע שהוא מאמין כי נתן את השרירים שלנו את הכוח להפעיל את המרחקים האלה ליישב הרבה של העולם. זה לא גן, אלא מחיקתו של דנ"א מכריע שהופך אותו לחסרת תועלת. במאמר זה עולה כי הגן הנכה הזה, הנקרא CMAH, התרחש לפני כשני מיליון שנה בערך, בערך כאשר קומץ של אבות קדומים של בני אדם החלו לעזוב את אפריקה.

"לפני שני מיליון שנה נוצרה השושלת הזאת הומו שבסופו של דבר הולידה אותנו. היו להם כנראה שרירים חזקים כמו בני אדם מודרניים מוקדמים, והם בטח התחילו לרוץ ולצוד ולעשות כל מיני דברים ", מספר ורקי הפוך. "אז שמנו לב לצירוף מקרים: מוטציה שלנו כנראה התרחשה בערך באותו זמן."

המקור הגנטי של הומו ?

כיום, לבני האדם המודרניים אין עדיין גן CMAH מתפקד, אבל יצורים רבים אחרים מפרות לשימפנזים עושים זאת. כאשר Varki דפק CMAH הגן הזה מתוך עכברים עם ניוון שרירים, הוא שם לב כי הם הציגו סימפטומים לא אופייניים כמו של האדם של המחלה. אבל הם גם היו טובים בתכונה אנושית מובהקת: מרחק ריצה.

"אז סטודנט גראד תפס מכשיר דישה ועשינו את זה", הוא אומר. "והנה, העכברים טיפסו היישר מהקופסה. אפילו בלי הכשרה, הם כבר היו טובים יותר בריצה מאשר בעכברים המקוריים ".

העכברים ללא CMAH היו בעלי כושר סיבולת גבוה ב -30% מאוכלוסיית הביקורת. בממוצע, הם המשיכו לרוץ ב -20%, ו -12% מהר יותר.

הוא גם הבחין בהיבט חשוב נוסף שלדעתו מחזק את המקרה שלו, כי איבוד CMAH סייע לבסס את החשיבות של ריצה מרחוק באבולוציה האנושית. עכברים עם CMAH דפק ראה פוריות ירידות עם עכברים שעדיין היה להם הגן. בקיצור, הם היו הרבה יותר מוצלח הרבייה עם עכברים אחרים ללא CMAH. לו היה זה אפקט שהתרחש בבני אדם לפני מיליוני שנים, ייתכן שהוא עזר לתקן את המחיקה באוכלוסייה, ויצר שינוי גנטי מתמשך שקיים עד עצם היום הזה.

"אם נניח את שני הדברים ביחד, אבל אנחנו עדיין מחפשים עדויות מדויקות לכך, זה אומר שזה המוצא של הסוג הומו", הוא מוסיף."

אבל היום, וארי מוסיף כי המחיקה הזו היא חרב פיפיות. למרות העכברים עם מחיקות CMAH היו ספורטאים מעולה, הם היו נוטים גם לסוכרת למחלה נפוצה המשפיעה על בני האדם היום. אפילו בתחילת המחקר, העכברים הללו סבלו מרמות גבוהות של גלוקוז בדם, אחד מגורמי הסיכון המובילים למחלות.

"מתברר העכברים האלה נוטים יותר לסוג II סוכרת, הוא אומר. כולם חושבים על סוכרת כעל דבר רע באמת. אבל אם אתה חי בתקופה של רעב זה לא רעיון רע לשמור על רמות הגלוקוז שלך."

בימים אלה, זה כבר לא המקרה, אבל המחיקה נשארת, אולי יתרון אבולוציוני לשעבר שהפך לקללה של ימינו.

רמז בשרשרת הסוכר הסלולארית

ההפסד התפקודי של CMAH בשני העכברים ובני האדם יוצר שינוי בדרך בה השרירים מעבדים חמצן, מה שהופך אותם עמידים יותר לעייפות. ניסוי של ורקי הראה את זה: עכברים עם CMAH הגיעו עייפות שרירים שלוש דקות לתוך מבחן הריצה נאלץ, ואילו אלה ללא הגן נמשך שבע דקות בממוצע.

אבל הוא גם מציין כי CMAH יש השפעות על כל תא בגוף לא רק תאי שריר. במיוחד היא משפיעה על "יער צפוף" של שרשראות סוכר הנמצאות על כל תא. יצירת החוליה האחרונה של רשתות אלה הן חומצות סיאסאליות. יצורים רבים בעולם מייצרים שני סוגים של חומצות siasalic כי הם יכולים להמיר סוג אחד לשני באמצעות אנזים (עובד מולקולרי שגורם לדברים לקרות בגוף) המיוצר על ידי הגן CMAH. אבל בני אדם לא יכול עושה המרה זו לקרות.

"בבני אדם איבדנו את היכולת להמיר את הסוג הראשון לסוג השני", הוא מסביר. "אז אנחנו סוג של עודף מסוג אחד, וחסר סוג אחר. וזה נשמע כמו דבר מתוחכם, אבל חומצות סיאליות אלה אני כל כך בטוח יש פונקציות רבות כל כך."

הבדל ביוכימי זעיר זה אינו משפיע באופן ישיר על האופן שבו השרירים שלנו מעבירים חמצן, אבל זה איך צוות של ורקי יחפש ראיות כדי לתמוך ההשערה שלו כי הגן הזה הוא הבסיס של הסוג הומו ברישום המאובנים. זה חומצה siasalic כי יש בני אדם בשפע משאיר מאחורי עקבות מולקולריים: מטבוליט שיכול לשרוד במאובנים. השלב הבא הוא לראות מתי ברשומות המאובנות אנו מתחילים לראות רמות גבוהות יותר של הרינג האדום המולקולרי.

זה משחק פשוט של עבודה בלשית, אם הוא יכול לקבל את ידיו על כמה, יקר דגימות אנחנו צריכים לבצע מחקר זה במחקר שאינו הרסני הדרך. Tha אמר הניסוי הזה גם צריך להיות משוכפל - גרסת העכבר של CMAH יכול להיות שונה מזו האנושית, אחרי הכל.

"זה רק אחת מהתחושות שבהן הכל מתאים", הוא מוסיף. "אבל ההוכחה צריכה לבוא ממש להסתכל על מאובנים."

גם אם הוא לא יכול לאשר את ההשערה האבולוציונית שלו, תוצאות הניסוי שלו חשפו עובדה חשובה: גם אם אתה שונא לרוץ, הגנים שלך מצביעים כנראה על זה יותר ממה שאתה חושב.