https://frosthead.com

Menneskelig genmutasjon kan ha banet vei for langløping

Søndag brøt den kenyanske distanseløperen Eliud Kipchoge verdensmaratonrekorden med 78 sekunder, og løp over en kurs i Berlin på bare 2:01:39. Som Vernon Loeb bemerker for The Atlantic, oversettes denne gangen til “26 rette, brennende raske, 4 minutter og 38 sekunder lange mil.”

Kipchoge kan være i en klasse for seg, men en ny studie publisert i Proceedings of the Royal Academy B antyder at alle mennesker har en medfødt tilbøyelighet til langløping. Disse funnene, basert på forskning ledet av University of California San Diego mobil- og molekylærlege Ajit Varki, sporer fysisk utholdenhet til cellenivået, og identifiserer en genetisk mutasjon som en av nøkkelfaktorene i tidlige hominids 'overgang fra skogbeboere til raske, oppreiste rovdyr som streiferer rundt den tørre afrikanske savannen.

Popular Science's Jillian Mock rapporterer at studien fokuserer på CMP-Neu5Ac Hydroxylase, eller CMAH, genet, som muterte for omtrent to til tre millioner år siden - omtrent samtidig som hominider gjennomgikk en livsstilsendring fra ikke-menneskelig primatferd til handlinger mer på linje med samtidige mennesker. Som Kashmira Gander skriver for Newsweek, ble denne endringen ledsaget av fysiske tilpasninger, inkludert utvikling av større føtter, sterkere glutealmuskulatur og lengre ben.

Kashmira forklarer: "Tidlige hominider kunne løpe over lengre avstander og inntil utmattelsespunktet - kjent som utholdenhetsjakt - alt mens de taklet solens varme, mens andre dyr snoozed."

I dag har dyr fra kyr til sjimpanser og mus et funksjonelt CMAH-gen, som hjelper til med å produsere et sukkermolekyl kalt sialinsyre. Disse pattedyrene kan lage to typer syre, men som Elizabeth Pennisi skriver for Science magazine, er menneskers CMAH-gen "ødelagt", og lar dem ikke produsere mer enn en type syre.

Tidligere studier har koblet menneskers muterte CMAH-gen til alvorlig degenerativ muskeldystrofi, samt økt risiko for kreft og diabetes type to, men Varki og kollegene hevder at dens konsekvenser ikke er helt negative. Faktisk kan CMAH være drivkraften bak langdistanseløping, en tilsynelatende enestående menneskelig egenskap.

For å teste hypotesen deres, rekrutterte forskerne to grupper med mus. Den ene inneholdt dyr med fungerende CMAH-gener, mens den andre besto av mus med doktrerte “ødelagte” gener. I følge Discovers Mark Barna, da teamet ba musene løpe på små tredemøller, viste gruppen uten fungerende CMAH 30 prosent bedre utholdenhet enn sine CMAH-utstyrte kolleger. De løp også i gjennomsnitt 12 prosent raskere og 20 prosent lenger.

Etter tredemølle-testene analyserte medforfatter Ellen Breen, fysiolog ved UCSD musenes muskler og slo fast at de som bar det muterte genet var mer motstandsdyktige mot utmattelse. Popular Science's Mock legger til at de samme dyrene hadde en tendens til å behandle oksygen mer effektivt.

"Det er rimelig å spekulere i at denne mutasjonen kan ha vært essensiell for å løpe raskere og videre, " konkluderer forfatterne i studien.

Fortsatt er ytterligere forskning nødvendig for å sementere forbindelsen mellom CMAH og menneskelig utholdenhet. University of Massachusetts biologiske antropolog Jason Kamilar, som ikke var involvert i forskningen, forteller til Science's Pennisi at “mus ikke er mennesker eller primater. De genetiske mekanismene i mus kan ikke nødvendigvis oversette til mennesker eller andre primater. "

I et intervju med Popular Science legger University of California Riverside-biolog Ted Garland til at det er for tidlig å kalle mutasjonen “essensiell” i utviklingen av langløp.

"Hvis denne mutasjonen aldri hadde skjedd, ville sannsynligvis noen annen mutasjon ha skjedd, " bemerker han.

Menneskelig genmutasjon kan ha banet vei for langløping