В то время как древние окаменелости от hominins (человеческие предки и потухшие родственники) еще не доступны для анализа гликана, это исследование доказательства понятия, опубликованное 11 сентября на Слушаниях Национальной академии наук, может готовить почву для беспрецедентных исследований человеческого происхождения и диеты.«В последние десятилетия много новых hominin окаменелостей были обнаружены и считали предками людей», сказал Аджит Варки, Мэриленд, Выдающийся профессор Медицины и Клеточной и Молекулярной Медицины в Медицинской школе Сан-Диего UC. «Но не возможно, что все дали начало современным людям – более вероятно, что было много подобных человеку разновидностей со временем, только один, с которого мы спустились. Этот новый тип гликана, который мы нашли, может дать нам лучший способ заняться расследованиями, какое происхождение наше, а также ответьте на многие другие вопросы о нашей эволюции и нашей склонности потреблять красное мясо».Гликаны – сложные сахарные цепи на поверхностях всех клеток.
Они добиваются взаимодействия между клетками и окружающей средой, и часто служат состыковывающимися местами для болезнетворных микроорганизмов. В течение миллионов лет общие предки людей и других обезьян разделили конкретный гликан, известный как Neu5Gc. Затем поскольку причины возможно связались с малярийным паразитом, который эксплуатировал Neu5Gc как средство установить инфекцию, мутация, которая, вероятно, произошла между 2 и 3 миллиона лет назад, инактивировала человеческий генетический код фермент, который делает молекулу. Потеря Neu5Gc составила радикальную молекулярную перестройку человеческой наследственной поверхности клеток и, возможно, создала барьер изобилия, который ускорил расхождение происхождения, приводящего к людям.
Сегодня, шимпанзе и большинство других млекопитающих все еще производят Neu5Gc. Напротив, только незначительные количества могут быть обнаружены в человеческой крови и ткани – не потому что мы делаем Neu5Gc, но, согласно предыдущему исследованию командой Варки, потому что мы накапливаем гликан, съедая Neu5Gc ярко-красное мясо. Люди предпринимают иммунные ответные меры в отношении этого неродного Neu5Gc, возможно ухудшая болезни, такие как рак.
В их последнем исследовании Varki и команда нашли, что, как часть ее естественного расстройства, часть подписи Neu5Gc также включена в сульфат chondroitin (CS), богатый компонент в кости. Они обнаружили эту недавно обнаруженную молекулу, названную Gc-CS, во множестве образцов млекопитающих, включая легко обнаружимые суммы в костях шимпанзе и тканях мыши.Как Neu5Gc, они нашли, что у клеток человека и сыворотки есть только незначительные количества Gc-CS – снова, вероятно от красного потребления мяса. Исследователи поддержали то предположение с открытием, что у мышей, спроектированных, чтобы испытать недостаток в Neu5Gc и Gc-Cs (подобный людям), был обнаружимый Gc-CS, только, когда питается Neu5Gc-содержащий еду.
Любопытный видеть, как стабильный и длительный Gc-CS мог бы быть, Варки купил относительно недорогую 50 000-летнюю окаменелость пещерного медведя в общественной окаменелости, показывают и забрал его в лабораторию. Несмотря на ее возраст, окаменелость действительно содержала Gc-CS.
Именно тогда Varki обратился к давнему сотруднику – палеоантрополог и знаменитый охотник за окаменелостью Мив Лики, доктор философии, Института Бассейна Turkana Кении и Каменного Университета Ручья. Зная, что исследователи должны сделать очень веские доводы, прежде чем им дадут драгоценные древние hominin образцы окаменелости, даже для анализа ДНК, Лики рекомендовал, чтобы исследователи сначала доказали свой метод, обнаружив Gc-CS в еще более старых окаменелостях животных. С этой целью, с разрешения Национальных музеев Кении, она дала им фрагмент окаменелости на 4 миллиона лет от подобного буйволу животного, восстановленного в раскопках костеносного слоя в заливе Allia в Бассейне Turkana северной Кении.
Окаменелости Hominin были также восстановлены от того же самого горизонта в этом костеносном слое.Varki и команда все еще смогли возвратить Gc-CS в этих окаменелостях значительно старше.
Если они в конечном счете находят Gc-Cs в древних hominin окаменелостях также, исследователи говорят, что он мог бы открыть все виды интересных возможностей.«Как только мы усовершенствовали нашу технику до такой степени, что мы нуждаемся в меньших типовых суммах и в состоянии получить древние hominin окаменелости из Африки, мы можем в конечном счете быть в состоянии классифицировать их в две группы – те, у которых есть Gc-CS и те, которые не делают. Те, которые испытывают недостаток в молекуле, главным образом вероятно, принадлежали бы происхождению, которое привело к современным людям», сказал Варки, который является также адъюнкт-профессором в Институте Солка для Биологических Исследований и соруководителя Сан-Диего UC/Salk Центр Научного исследования и Обучения в Anthropogeny (CARTA).В параллельной линии запроса обнаружение Gc-CS надежд Варки также покажет пункт в эволюции, когда люди начали потреблять большие количества красного мяса.
«Возможно, что мы однажды найдем три группы hominin окаменелостей – те с Gc-CS, прежде чем человеческое происхождение отклонилось, те без Gc-CS в нашем прямом происхождении, и затем более свежие окаменелости, в которых незначительные количества Gc-CS начали вновь появляться, когда наши предки начали есть красное мясо», сказал Варки. «Или возможно наши предки теряли Gc-CS более постепенно, или только после того, как мы начали есть красное мясо. Будет интересно видеть, и мы можем начать задавать эти вопросы теперь, когда мы знаем, что можем достоверно найти Gc-CS в древних окаменелостях в Африке».
Leakey также полон надежд о ролевом Gc-CS, мог играть в будущем, как альтернатива текущим подходам.«Поскольку ДНК быстро ухудшается в тропиках, генетические исследования не возможны в окаменелостях человеческих предков, старше, чем только несколько тысяч лет», сказала она. «Поэтому у таких древних исследований гликана есть потенциал, чтобы предоставить новый и важный метод для расследования человеческого происхождения».