Ang Long Distance Running Experiment ay maaaring magbunyag ng Genetic pinagmulan ng sangkatauhan

Para sa mga buwan, isang pangkat ng mga mananaliksik sa San Diego ay nanonood ng genetically engineered na mga manggagawa sa mice.

Sinisikap ng mga siyentipiko na matuklasan ang mga epekto ng isang maliit na gene na hindi gumagana nang wasto sa mga tao para sa milyun-milyong taon. Ang mga mice ay nagtapos kamakailan sa kanilang mga ehersisyo at ang mga resulta, na inilathala sa Mga pamamaraan ng Royal Society B, iminumungkahi na ang detalye ng genetic na ito ay hindi lamang gumagawa ng mga taong mahusay na runners, ito ay maaaring potensyal na-play ng isang mahalagang papel sa aming sariling ebolusyon.

Mayroong maraming mga teorya tungkol sa kung anong mga tampok ang naiiba sa mga ninuno ng tao mula sa pakete. Isa kahit na ito na ginamit nila magic mushrooms at korte kung aling mga tool upang magamit. Ang pagpapatakbo ng distansya sa katamtamang bilis (tinatawag din na "pagtitiis na tumatakbo sa teorya") ay isa pang teorya, dahil ito ay isa sa ilang mga pisikal na bagay na mukhang maganda ang mga tao, paliwanag ni Ajit Varki, Ph.D., ang senior author ng pag-aaral at isang propesor ng cellular at molekular na gamot sa The University of California, San Diego.

Ang papel ni Varki ay nagtatanghal ng teorya na nakasentro sa isang mahalagang pagbabago sa genetiko na pinaniniwalaan niya na nagbigay sa aming mga kalamnan ng kapangyarihan na patakbuhin ang mga distansya at sumakop sa karamihan ng mundo. Ito ay hindi isang gene, kundi isang pagtanggal ng ilang mahalagang DNA na gumagawa ng isang walang silbi. Ang papel na ito ay nagpapahiwatig na ang lumpo na gene na ito, na tinatawag na CMAH, ay halos dalawang milyong taon na ang nakalilipas, katulad din ng mga handfuls ng unang mga ninuno ng tao na nagsimula na umalis sa Africa.

"Dalawang milyong taon na ang nakalipas ay lumitaw ang tinatawag na lineage na ito Homo na kalaunan ay nagbigay sa amin. Marahil sila ay may malakas na kalamnan tulad ng maagang modernong tao, at malamang na sila ay nagsimulang tumakbo at pangangaso, at ginagawa ang lahat ng uri ng mga bagay, "Sinabi ni Varki Kabaligtaran. "Kaya napansin namin ang pagkakaisa: na ang aming mutation marahil ay nangyari sa parehong oras."

Ang Genetic Origin ng Homo ?

Sa ngayon, ang mga modernong tao ay hindi pa rin nagtatrabaho ng gene ng CMAH, ngunit maraming iba pang mga nilalang mula sa mga baka hanggang sa mga chimpanzees. Nang hiniwalayan ni Varki ang CMAH ng gene na ito sa mga daga na may muscular dystrophy, napansin niya na nagpakita sila ng mga sintomas na hindi katulad ng tao sa sakit. Ngunit sila rin ay mabuti sa isa pang totoong katangian ng tao: distansya na tumatakbo.

"Kaya isang grad student ang kumuha ng isang gilingang pinepedalan at sinubukan namin ito," sabi niya. "Mababa at masdan, ang mga daga ay umakyat nang tuwid sa kahon. Kahit na walang pagsasanay, sila ay mas mahusay na tumatakbo kaysa sa orihinal na mga daga."

Ang mga daga na walang CMAH ay may 30 porsiyento na mas mataas na pagtitiis kaysa sa kontrol ng populasyon. Sa average, tumakbo sila nang 20 porsiyento, at 12 porsiyento ang mas mabilis.

Napansin din niya ang isa pang mahalagang aspeto na pinaniniwalaan niya na pinalalakas ang kanyang kaso na ang pagkawala ng CMAH ay nakatulong upang maayos ang kahalagahan ng distansya na tumatakbo sa ebolusyon ng tao. Ang mga daga na may CMAH ay nakatago nakita pagkamayabong Bumababa na may mga mice na mayroon pa ring gene. Sa madaling salita, sila ay mas matagumpay na pag-aanak sa iba pang mga mice na walang CMAH. Kung ang epekto na ito ay naganap sa mga tao milyun-milyong taon na ang nakararaan, maaaring nakatulong upang ayusin ang pagtanggal sa populasyon, paglikha ng isang matagal na pagbabago ng genetiko na umiiral hanggang sa araw na ito.

"Kung isasama namin ang dalawang bagay na iyon, ngunit naghahanap pa rin kami ng eksaktong katibayan nito, ipinahihiwatig nito na ito ang pinagmulan ng genus na homo," dagdag niya."

Ngunit ngayon, ang Iba't ibang nagdadagdag na ang pagtanggal na ito ay isang double-edged sword. Kahit na ang mga mice na may mga pagtanggal sa CMAH ay napakahusay na mga atleta, sila rin ay madaling kapitan ng sakit sa diyabetis sa isang karaniwang sakit na nakakaapekto sa mga tao ngayon. Kahit na sa baseline, ang mga mice na ito ay may matagal na mataas na antas ng glucose sa dugo, isa sa mga nangungunang panganib na kadahilanan ng sakit.

"Ito ay lumiliko ang mga mice na ito ay mas madaling makapag-type ng diyabetis, sabi niya. Ang bawat tao'y nag-iisip ng diabetes bilang isang tunay na masamang bagay. Ngunit kung ikaw ay nabubuhay sa isang panahon ng gutom ay hindi isang masamang ideya na panatilihin ang iyong mga antas ng glucose up."

Ang mga araw na ito, hindi na iyon ang kaso ngunit ang pagtanggal ay nananatiling, marahil isang dating ebolusyonaryong kalamangan na naging isang modernong araw na sumpa.

Isang Clue sa Cellular Sugar Chain

Ang functional loss ng CMAH sa parehong mga mice at mga tao ay lumilikha ng isang pagbabago sa paraan ng proseso ng mga kalamnan oxygen, paggawa ng mga ito ng mas maraming lumalaban sa pagkapagod. Ipinakita ito ng eksperimento ni Varki: ang mga daga na may CMAH ay nakarating sa pagkapagod ng laman sa loob ng tatlong minuto sa isang sapilitang test run, samantalang ang mga walang gene ay tumagal nang pitong minuto sa average.

Ngunit nalaman din niya na may epekto ang CMAH bawat cell sa katawan hindi lamang mga cell ng kalamnan. Sa partikular na ito ay nakakaapekto sa isang "makakapal na kagubatan" ng mga kadena ng asukal na namamalagi sa bawat cell. Ang pagbubuo ng huling link ng mga kadena ay mga siasalic acids. Gumawa ng maraming nilalang sa mundo dalawang klase ng mga siasalic acids dahil maaari nilang i-convert ang isang uri sa isa sa pamamagitan ng isang enzyme (isang molekular na manggagawa na gumagawa ng mga bagay na mangyayari sa katawan) na ginawa ng gene ng CMAH. Ngunit ang mga tao hindi pwede ginagawang mangyari ang conversion na ito.

"Sa mga tao nawalan kami ng kakayahang i-convert ang unang uri sa pangalawang uri," paliwanag niya. "Kaya kami ay isang uri ng labis sa isang uri, at kulang sa iba pang uri. At iyan ay tulad ng isang banayad na bagay, ngunit ang mga sialic acid na ito ay tiyak na may maraming mga pag-andar."

Ang maliit na pagkakaiba ng biochemical na ito ay hindi direktang nakakaapekto sa kung paano ang aming mga kalamnan ay nagpoproseso ng oxygen, ngunit ito ay kung paano ang koponan ng Varki ay maghanap ng katibayan upang suportahan ang kanyang teorya na ang gene na ito ay isang supling ng genus Homo sa rekord ng fossil. Ang siasalic acid na ito na ang mga tao ay may mga dahon sa likod ng isang molecular na bakas: isang metabolite na maaaring mabuhay sa fossils. Ang susunod na hakbang ay upang makita kung kailan nasa rekord ng fossil na sinimulan naming makita ang mas mataas na antas ng molekular na red herring.

Ito ay isang simpleng laro ng tiktik na trabaho, kung maaari niyang makuha ang kanyang mga kamay sa ilang, mahalagang mga specimens na mayroon kami at magsagawa ng pananaliksik na ito sa isang pananaliksik sa isang hindi mapanira paraan. Sinabi rin ni Tha na dapat na kopyahin ang eksperimentong ito - ang bersyon ng mouse ng CMAH ay maaaring naiiba mula sa isang tao, pagkatapos ng lahat.

"Ito ay isa lamang sa mga hunches kung saan ang lahat ng bagay magkasya," siya nagdadagdag. "Ngunit ang patunay ay dapat na mula sa aktwal na pagtingin sa fossils."

Kahit na hindi niya mapapatunayan ang kanyang teorya ng ebolusyon, ang kanyang mga eksperimentong mga resulta ay nagsiwalat ng isang mahalagang katotohanan: kahit na kung ayaw mong tumakbo, ang iyong mga genes ay nagpapahiwatig na mas mabuti kaysa sa iyong iniisip.