De ce ne plac carbohidrații? Originile preced agricultura și poate chiar despărțirea noastră de neanderthalieni
De ce ne plac carbohidrații? Dacă te-ai chinuit vreodată să reduci consumul de carbohidrați, ADN-ul străvechi ar putea fi de vină. De mult timp se știe că oamenii poartă mai multe copii ale unei gene care le permite să înceapă descompunerea amidonului complex încă din gură, furnizând primul pas în metabolizarea alimentelor amidonoase, cum ar fi pâinea și pastele. Totuși, a fost dificil pentru cercetători să stabilească exact cum și când a crescut numărul acestor gene.
De ce ne plac carbohidrații? Un studiu condus de Universitatea din Buffalo (UB) și Jackson Laboratory (JAX), ambele din SUA, arată cum duplicările timpurii ale acestei gene au pregătit terenul pentru variația genetică largă care există și astăzi, influențând modul în care oamenii digeră eficient alimentele amidonoase.
Descoperirile studiului, raportate în ediția online din 17 octombrie a revistei Science, relevă că duplicarea acestei gene, cunoscută sub numele de gena amilazei salivare (AMY1), ar putea să fi ajutat la adaptarea oamenilor la alimentele bogate în amidon și că ar fi avut loc cu mai bine de 800.000 de ani în urmă, mult înainte de apariția agriculturii.
„Ideea este că cu cât ai mai multe gene de amilază, cu atât poți produce mai multă amilază și digera mai eficient amidonul”, a explicat autorul principal al studiului, Omer Gokcumen, profesor la Departamentul de Științe Biologice din cadrul UB. Amilaza, a explicat el, este o enzimă care nu doar că descompune amidonul în glucoză, dar îi și dă pâinii gustul său specific.
Iată de ce ne plac carbohidrații!
Gokcumen și colegii săi, printre care se numără Charles Lee, profesor la JAX, au utilizat cartografierea optică a genomului și secvențierea de lungă durată, o metodă esențială pentru maparea regiunii genei AMY1 în detalii extraordinare. Secvențierea tradițională de scurtă durată se confruntă cu dificultăți în a distinge exact copiile genelor din această regiune din cauza secvenței lor aproape identice. Totuși, metoda de lungă durată le-a permis cercetătorilor să obțină o imagine mai clară asupra evoluției duplicărilor AMY1, scrie Phys.org.
Analizând genomurile a 68 de oameni străvechi, inclusiv o mostră de 45.000 de ani din Siberia, echipa de cercetare a descoperit că vânătorii-culegători pre-agriculturali aveau deja între patru și opt copii ale genei AMY1 per celulă diploidă, sugerând că oamenii aveau deja o mare variație a numărului de copii ale genei AMY1 cu mult înainte de domesticirea plantelor și de consumul excesiv de amidon.
Studiul a mai constatat că duplicările genei AMY1 au avut loc și la neanderthalieni și denisovani. „Acest lucru sugerează că gena AMY1 ar putea să se fi duplicat pentru prima dată cu mai bine de 800.000 de ani în urmă, mult înainte ca oamenii să se fi separat de neanderthalieni și cu mult mai devreme decât se credea anterior”, a spus Kwondo Kim, unul dintre autorii studiului de la Lee Lab, de la JAX.
„După prima duplicare, care a condus la trei copii de AMY1 într-o celulă, locusul amilazei a devenit instabil și a început să creeze noi variații. De la trei copii de AMY1, poți ajunge la până la nouă copii sau poți reveni la una singură pe celulă haploidă”, a explicat Charikleia Karageorgiou, una dintre autoarele studiului, de la UB.
Ce impact a avut agricultura asupra acestor gene?
Cercetarea evidențiază și impactul agriculturii asupra variației AMY1. Fermierii europeni au înregistrat o creștere a numărului mediu de copii AMY1 în ultimii 4.000 de ani, probabil datorită dietei lor bogate în amidon. Aceste descoperiri sunt în concordanță cu un studiu condus de Universitatea din California, Berkeley (SUA), care a arătat că oamenii din Europa și-au extins numărul mediu de copii AMY1 de la patru la șapte în ultimii 12.000 de ani.
Această variație genetică prezintă o oportunitate interesantă de a explora impactul său asupra sănătății metabolice și de a descoperi mecanismele implicate în digestia amidonului și în metabolizarea glucozei.
Vă recomandăm să citiți și:
De ce oamenii clachează sub presiune?
Peste 100 de gene asociate anxietății au fost identificate într-un studiu uriaș
Cercetătorii au creat „mătasea de păianjen” care vindecă rănile diabetice