GoodFood – Давно известно, что у людей есть несколько копий гена, который позволяет расщеплять сложные углеводы крахмал во рту, что является первым шагом в усвоении крахмалосодержащих продуктов, таких как хлеб и макароны. Однако, как известно, исследователям было чрезвычайно трудно определить, как и когда увеличилось число этих генов.
Новое исследование, проведенное Университетом в Буффало и лабораторией Джексона (JAX), показывает, что дупликация этого гена, известного как ген амилазы слюны (AMY1), возможно, не только способствовала адаптации человека к крахмалистой пище, но и произошла более 800 000 лет назад. много лет назад, задолго до появления сельского хозяйства.
Опубликованное исследование в конечном счете демонстрирует, как ранние дупликации этого гена заложили основу для широких генетических вариаций, которые все еще существуют сегодня и влияют на то, насколько эффективно люди переваривают крахмалистые продукты.
«Идея заключается в том, что чем больше у вас генов амилазы, тем больше амилазы вы можете производить и тем больше крахмала вы можете эффективно переваривать», - сказал автор исследования доктор философии, профессор кафедры биологических наук Колледжа искусств и наук Калифорнийского университета Омер Гоккумен.
Исследователи объясняют, что амилаза — это фермент, который не только расщепляет крахмал до глюкозы, но и придает хлебу его вкус.
Проанализировав геномы 68 древних людей, включая образец возрастом 45 000 лет из Сибири, исследовательская группа обнаружила, что у охотников-собирателей, живших до земледелия, уже было в среднем от четырех до восьми копий AMY1 на диплоидную клетку, что позволяет предположить, что люди уже бродили по Евразии с большим разнообразием копий AMY1. Это было задолго до того, как они начали одомашнивать растения и употреблять в пищу избыточное количество крахмала.
Исследование также показало, что дупликации гена AMY1 происходили у неандертальцев и денисовцев.
«Это говорит о том, что ген AMY1, возможно, впервые продублировался более 800 000 лет назад, задолго до того, как люди отделились от неандертальцев, и гораздо раньше, чем считалось ранее», - сказал один из ведущих авторов этого исследования из лаборатории Ли в Джаксе Ким Квондо.
«Первоначальные дупликации в наших геномах заложили основу для значительных изменений в области амилазы, позволив людям адаптироваться к меняющемуся рациону питания, поскольку потребление крахмала резко возросло с появлением новых технологий и образа жизни», - добавляет Гоккумен.
Исследование также показывает, как сельское хозяйство повлияло на вариабельность гена AMY1. В то время как у ранних охотников-собирателей было несколько копий гена, у европейских фермеров за последние 4000 лет среднее число копий гена AMY1 резко возросло, вероятно, из-за их рациона, богатого крахмалом. Предыдущее исследование Gokcumen показало, что одомашненные животные, живущие бок о бок с людьми, такие как собаки и свиньи, также имеют более высокое количество копий гена амилазы по сравнению с животными, не питающимися рационом с высоким содержанием крахмала.
Результаты исследования, проведенного Калифорнийским университетом в Беркли и опубликованного в прошлом месяце в журнале Nature, показали, что за последние 12 000 лет у людей в Европе среднее количество копий AMY1 увеличилось с четырех до семи.
