20010,0,3500,Хотя древние окаменелости гомининов (человеческие предки и вымершие родственники) еще не доступны для анализа гликанов, это доказательное исследование, опубликованное 11 сентября в Proceedings of the National Academy of Sciences, может подготовить почву для беспрецедентных исследований происхождения человека. и диета.«В последние десятилетия было обнаружено много новых окаменелостей гомининов, которые считаются предками человека», — сказал Аджит Варки, доктор медицины, заслуженный профессор медицины, клеточной и молекулярной медицины в Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Но невозможно, чтобы все люди дали начало современным людям — более вероятно, что с течением времени появилось много человекоподобных видов, и только один, от которого мы произошли.
Этот новый тип гликана, который мы обнаружили, может дать нам лучший способ исследования Какое происхождение принадлежит нам, а также ответить на многие другие вопросы о нашей эволюции и нашей склонности к употреблению красного мяса ».Гликаны — это сложные сахарные цепи на поверхности всех клеток.
Они опосредуют взаимодействие между клетками и окружающей средой и часто служат стыковочными узлами для патогенов. В течение миллионов лет общие предки людей и других обезьян разделяли особый гликан, известный как Neu5Gc. Затем, по причинам, возможно связанным с малярийным паразитом, который использовал Neu5Gc как средство для заражения, мутация, которая, вероятно, произошла между 2 и 3 миллионами лет назад, инактивировала ген человека, кодирующий фермент, образующий молекулу.
Утрата Neu5Gc привела к радикальному молекулярному преобразованию поверхностей предковых клеток человека и могла создать барьер для фертильности, который ускорил расхождение клонов, ведущих к людям.Сегодня шимпанзе и большинство других млекопитающих все еще производят Neu5Gc. Напротив, в крови и тканях человека можно обнаружить только следовые количества — не потому, что мы производим Neu5Gc, а, согласно предыдущему исследованию команды Варки, потому что мы накапливаем гликан при употреблении в пищу красного мяса, богатого Neu5Gc. У людей формируется иммунный ответ на этот неместный Neu5Gc, что может усугубить такие заболевания, как рак.
В своем последнем исследовании Варки и его команда обнаружили, что в процессе естественного разложения характерная часть Neu5Gc также включается в хондроитинсульфат (CS), который является обильным компонентом в костях. Они обнаружили эту недавно обнаруженную молекулу, названную Gc-CS, в различных образцах млекопитающих, включая легко обнаруживаемые количества в костях шимпанзе и тканях мышей.
Как и Neu5Gc, они обнаружили, что человеческие клетки и сыворотка содержат только следовые количества Gc-CS — опять же, вероятно, из-за употребления красного мяса. Исследователи подтвердили это предположение, обнаружив, что у мышей, у которых отсутствуют Neu5Gc и Gc-Cs (аналогично людям), обнаруживается Gc-CS только при кормлении кормом, содержащим Neu5Gc.Интересно посмотреть, насколько стабильным и долговечным может быть Gc-CS, Варки купил относительно недорогую окаменелость пещерного медведя возрастом 50 000 лет на публичной выставке окаменелостей и вернул ее в лабораторию.
Несмотря на свой возраст, окаменелость действительно содержала Gc-CS.Именно тогда Варки обратился к своему давнему сотруднику — палеоантропологу и знаменитому охотнику за окаменелостями Миву Лики, доктору философии из Института бассейна Туркана в Кении и Университета Стоуни Брук. Зная, что исследователям необходимо привести очень веские доводы, прежде чем им будут даны драгоценные образцы окаменелостей древних гомининов, даже для анализа ДНК, Лики рекомендовал исследователям сначала доказать свой метод, обнаружив Gc-CS в еще более старых окаменелостях животных. С этой целью, с разрешения Национальных музеев Кении, она передала им фрагмент окаменелости буйволоподобного животного возрастом 4 миллиона лет, обнаруженный при раскопках костного ложа в заливе Аллия, в Туркане.
Бассейн северной Кении. Окаменелости гомининов также были обнаружены на том же горизонте в этом костном ложе.Варки и команда все еще смогли найти Gc-CS в этих гораздо более старых окаменелостях. Исследователи говорят, что если они в конечном итоге обнаружат Gc-C и в окаменелостях древних гомининов, это может открыть множество интересных возможностей.
«Как только мы усовершенствуем нашу технику до такой степени, что нам потребуется меньшее количество образцов и мы сможем получить окаменелости древних гомининов из Африки, мы, возможно, в конечном итоге сможем разделить их на две группы — те, которые имеют Gc-CS, и те, которые имеют нет. Те, у кого нет этой молекулы, скорее всего, будут принадлежать к линии, которая привела к появлению современных людей », — сказал Варки, который также является адъюнкт-профессором Института биологических исследований Солка и содиректором Центра исследований Калифорнийского университета в Сан-Диего / Солка.
Академические исследования и обучение в области антропогенеза (CARTA).Параллельно с этим, Варки надеется, что обнаружение Gc-CS также откроет точку в эволюции, когда люди начали потреблять большое количество красного мяса.
«Возможно, однажды мы найдем три группы окаменелостей гомининов — с Gc-CS до разветвления человеческого рода, без Gc-CS в нашем прямом происхождении, а затем более поздние окаменелости, в которых следовые количества Gc- CS начал появляться снова, когда наши предки начали есть красное мясо », — сказал Варки. «Или, может быть, наши предки теряли Gc-CS более постепенно, или только после того, как мы начали есть красное мясо. Будет интересно посмотреть, и мы можем начать задавать эти вопросы сейчас, когда мы знаем, что можем надежно найти Gc-CS в древних окаменелостях в Африка ".Лики также надеется на ту роль, которую Gc-CS может сыграть в будущем в качестве альтернативы текущим подходам.
«Поскольку в тропиках ДНК быстро деградирует, генетические исследования останков предков человека старше нескольких тысяч лет невозможны», — сказала она. «Следовательно, такие древние исследования гликанов могут предоставить новый и важный метод исследования происхождения человека».