Ген, отвечающий за переваривание крахмала во рту появился «до того, как люди отделились от неандертальцев», как утверждают ученые. Исследования показали, что ген амилазы слюны (AMY1), возможно, появился более 800 000 лет назад — задолго до появления сельского хозяйства. Дупликация гена AMY1 стала первым шагом в усвоении крахмалосодержащих продуктов, таких как хлеб и макароны, и до сих пор влияет на то, насколько эффективно люди переваривают эти продукты в наши дни.
Ведущий автор исследования доктор Омер Гоккумен (Omer Gokcumen) сказал: «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». Согласно полученным данным, амилаза — это фермент, который придает хлебу вкус, а также расщепляет крахмал до глюкозы.
В ходе исследования команда ученых использовала секвенирование с длительным считыванием и оптическое картирование генома, чтобы детально изучить область гена AMY1. Проанализировав геномы 68 древних людей, исследователи обнаружили, что древние охотники-собиратели и даже неандертальцы имели примерно от четырех до восьми копий AMY1 на диплоидную клетку.
Это говорит о том, что люди в Евразии жили с высоким количеством копий AMY1 задолго до того, как они начали одомашнивать растения и употреблять в пищу большое количество крахмала. Автор-корреспондент Квондо Ким сказал: «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».
Доктор Гоккумен продолжил: «Первоначальные дупликации в наших геномах заложили основу для значительных изменений в области амилазы, что позволило людям адаптироваться к меняющемуся рациону питания, поскольку потребление крахмала резко возросло с появлением новых технологий и образа жизни».
Соавтор исследования Хариклея Карагеоргиу (Charikleia Karageorgiou) сказала: «После первоначального дублирования, приведшего к образованию трех копий AMY1 в клетке, локус амилазы стал нестабильным и начал создавать новые вариации. «Из трех копий AMY1 вы можете получить до девяти копий или даже вернуться к одной копии на гаплоидную клетку».
За последние 4000 лет у европейских фермеров увеличилось среднее количество экземпляров AMY1, скорее всего, из-за их рациона, богатого крахмалом. «Их линии в конечном счете развивались лучше в течение длительного периода эволюции, чем те, у которых число копий было меньше, что привело к увеличению числа копий AMY1».
Соавтор исследования Фейза Йилмаз (Feyza Yilmaz) сказала: «Учитывая ключевую роль вариации числа копий AMY1 в эволюции человека, эта генетическая вариация предоставляет прекрасную возможность изучить ее влияние на метаболическое здоровье и раскрыть механизмы, участвующие в переваривании крахмала и метаболизме глюкозы. Будущие исследования могут выявить его точные эффекты и сроки отбора, что позволит получить важнейшее представление о генетике, питании и здоровье».
