长距离跑步实验可以揭示人类的遗传起源

几个月来，圣地亚哥的一个研究小组一直在观察基因工程小鼠。

科学家们正试图揭示数百万年来在人体中无法正常运作的微小基因的影响。这些老鼠最近完成了他们的训练和结果，发表于 英国皇家学会会议录B. ，表明这种遗传细节不仅使人类成为优秀的跑步者，它还可能在我们自己的进化中发挥重要作用。

关于什么特征区分人类祖先的理论有很多。有人甚至认为他们使用魔法蘑菇并找出使用哪种工具。以适度的速度运行的距离（也称为“耐力运行假设”）是另一种理论，因为它是人类似乎擅长的少数物理事物之一，该研究的资深作者Ajit Varki博士解释道。和加州大学圣地亚哥分校的细胞和分子医学教授。

Varki的论文提出了一个以一个关键的遗传变化为中心的理论，他认为这种变革使我们的肌肉能够运行这些距离并在世界大部分地区进行殖民。它不是一个基因，而是一些关键DNA的缺失，使一个人无用。本文认为，这种被称为CMAH的残缺基因发生在大约两百万年前，当时少数早期人类祖先开始离开非洲。

“两百万年前，这个世系出现了 智人 这最终导致了我们。他们可能像早期的现代人一样拥有强壮的肌肉，他们可能开始跑步和狩猎，并做各种各样的事情，“Varki告诉他们 逆 。 “所以我们注意到巧合：我们的突变可能发生在同一时间。”

的遗传起源 智人 ?

今天，现代人类仍然没有一个功能正常的CMAH基因，但是从奶牛到黑猩猩的许多其他生物都有。当Varki将这种基因从患有肌营养不良症的小鼠中剔除时，他注意到它们表现出非典型的人类症状。但他们也擅长另一种明显的人性特征：远距离跑步。

“因此，一名研究生抓住了跑步机，我们试了一下，”他说。 “低，看，老鼠直接从盒子里爬出来。即使没有接受过训练，他们在跑步方面也比原来的老鼠更好。“

没有CMAH的小鼠的运行耐力比对照组高30％。平均而言，它们进一步增长20％，速度提高12％。

他还注意到另一个重要的方面，他认为加强了他的理由，即失去CMAH有助于巩固人类进化中距离跑的重要性。用CMAH敲除的小鼠看到了生育能力 降低 与仍然有基因的老鼠。简而言之，与其他没有CMAH的小鼠相比，它们更成功。如果这种效应在数百万年前发生在人类身上，它可能有助于修复人群中的缺失，从而产生直至今天存在的持续遗传变化。

“如果我们把这两件事放在一起，但我们仍在寻找确切的证据，这表明这是同源的起源，”他补充道。 “

但今天，Vary补充道，这一删除是一把双刃剑。虽然CMAH缺失的小鼠是精湛的运动员，但他们也容易患糖尿病，这是一种影响人类的常见疾病。即使在基线时，这些小鼠仍然具有高血糖水平，这是疾病的主要危险因素之一。

他说：“事实证明，这些老鼠更容易患II型糖尿病。每个人都认为糖尿病是一件非常糟糕的事情。但如果你经历了一段时间的饥饿，那么保持血糖水平上升并不是一个坏主意。“

如今，情况已经不再如此，但删除仍然存在，也许是以前的进化优势已成为现代诅咒。

细胞糖链中的线索

这些小鼠和人类中CMAH的功能丧失导致肌肉处理氧气的方式发生变化，使其更耐疲劳。 Varki的实验表明：CMAH小鼠在强迫跑步测试中3分钟达到肌肉疲劳，而没有基因的小鼠平均持续7分钟。

但他也指出CMAH会对其产生影响 身体的每一个细胞 不仅仅是肌肉细胞。特别是它会影响位于每个细胞上的糖链的“茂密森林”。形成这些链的最后一环是siasalic acid。世界上许多生物都会产生 两种类型 siasalic acid因为它们可以通过CMAH基因产生的酶（一种使体内发生的分子工作者）将一种类型转换为另一种类型。但人类 不能 使这种转换发生。

“在人类中，我们已经失去了将第一种转换为第二种的能力，”他解释道。 “所以我们有点超过一种，缺乏另一种。这听起来像是一件微妙的事情，但我确信这些唾液酸有很多功能。“

这种微小的生化差异并不直接影响我们的肌肉如何处理氧气，但这是Varki团队将如何寻找证据支持他的假设，即该基因是该属的基础 智人 在化石记录中。人类大量存在的这种唾液酸留下了分子痕迹：一种能够在化石中存活的代谢物。下一步是看看在化石记录中我们何时开始看到更高水平的分子红鲱鱼。

这是一个简单的侦探工作游戏，如果他能够掌握我们必须的少量珍贵标本，并以非破坏性的方式进行研究。 Tha说这个实验也必须复制 - 毕竟CMAH的鼠标版本可能与人类不同。

“这只是其中一切适合的预感之一，”他补充道。 “但证据必须来自实际看化石。”

即使他无法证实他的进化假设，他的实验结果也揭示了一个重要的事实：即使你讨厌跑步，你的基因也可能比你想象的更好。