ΓΟΝΙΔΙΟ ΜΟΝΟ ΦΕΡΕΙ ΟΛΗ ΤΗΝ ΕΥΘΥΝΗ

Ερευνητές της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο υπο τον Ινδο καθηγητη Ajit Varki και τον Ελβετο αναπλ. καθηγητη Pascal Gagneux θεωρουν ευλογο και προτεινουν ως υπόθεση εργασίας οτι η απωλεια της ικανότητας παραγωγης ενος συγκεκριμένου είδους μορίου σακχάρου ενίσχυσε στο ύψιστο το ανοσοποιητικό σύστημα των πρωιμων ανθρωποειδών, και έθεσε σε κίνηση την εξελικτική εμφάνιση των προγόνων μας, του γένους Homo.
Τα ευρήματα, που εδημοσιεύθησαν προσφάτως στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ, είναι τα πρωτα στοιχεία ενός νέου συσχετισμου μεταξύ σακχάρων της κυτταρικης επιφανειας, Δαρβινικής σεξουαλικής επιλογής, και της ανοσοποιητικής λειτουργίας στα πλαίσια της προελεύσεως του ανθρώπου. Τα σιαλικά οξέα είναι μόρια σακχάρου που ευρίσκονται στις επιφάνειες όλων των ζωικών κυττάρων, όπου χρησιμεύουν ως ζωτικής σημασίας σημεία επαφής για την αλληλεπίδραση με άλλα κύτταρα και με το περιβάλλον, συμπεριλαμβανομένου και του ρολου τους ως στόχων παθογόνων εισβολέων. Επι εκατομμύρια χρόνια, οι κοινοί πρόγονοι των ανθρώπων και άλλων πιθήκων εκαναν χρηση απο κοινού ενος συγκεκριμένου είδους σιαλικού οξέος, που είναι γνωστό ως N-glycolylneuraminic οξύ ή Neu5Gc. Στην συνέχεια, για λόγους που ενδεχομένως συνδέονται με ένα παράσιτο της ελονοσίας που δεσμεύεται απο το Neu5Gc, μια μετάλλαξη του γονιδίου CMAH 3,2-2,9 εκατομμύρια περίπου ετη πριν απο σήμερα αδρανοποίησε το ανθρώπινο ένζυμο που εμπλέκεται στην παραγωγή του μορίου. Αντ 'αυτού, οι άνθρωποι άρχισαν να παράγουν μεγαλύτερη ποσότητα ενος ελαφρώς διαφορετικής μορφής σιαλικού οξέος που ονομάζεται Neu5Ac, που ειναι ο πρόδρομος στην βιοσύνθεση του Neu5Gc. "Αυτό συνέβη περίπου την ίδια στιγμή που οι πρώτοι άνθρωποι είχαν αρχίσει να γίνονται προφανώς ικανοι κυνηγοι ζώων στο περιβάλλον τους", εδήλωσε ο Pascal Gagneux, PhD του Πανεπιστημιου της Βασιλείας στην Ελβετια, ένας εξελικτικός βιολόγος και Αναπληρωτής Καθηγητής της Κυτταρικής και Μοριακής Ιατρικής στο Πανεπιστήμιο του Σαν Ντιέγκο. "Είναι δύσκολο να είμεθα σίγουροι τι ακριβώς συνέβη, διότι η εξέλιξη λειτουργεί ταυτοχρόνως σε πολλά επιπεδα, αλλά η αλλαγή σημαίνει ότι οι πρώτοι άνθρωποι ανέπτυξαν μια ανοσολογική απόκριση αμύνης στο Neu5Gc. Έφθασε να αντιμετωπίζεται από το ανοσοποιητικό τους σύστημα ως ξένο, κάτι που πρέπει να καταστραφεί. Την ίδια περίπου στιγμή, άρχισαν να καταναλώνουν κρέας, μια σημαντική πηγή Neu5Gc, γεγονος το οποίο μπορεί να ετόνωσε περαιτέρω την ανοσολογική τους απόκριση. " Ο Gagneux και οι συνεργάτες του λέγουν οτι αυτή η ισχυρή αντίδραση του ανοσοποιητικού στο Neu5Gc είχε πιθανότατα μια σημαντική επίδραση στην πρωιμη ανθρώπινη αναπαραγωγή. Σε όλα τα θηλαστικά, το βιολογικό κόστος της εγκυμοσύνης για τα θήλεα ζωα μπορεί να είναι τεράστιο, μερικές φορές ακόμη και απειλή για την ζωή, και γι 'αυτό επιβάλλεται στα θηλυκά να εξασφαλισουν οτι μόνον τα καταλληλότερα σπερματοζωάρια θα γονιμοποιήσουν το ωάριο με επιτυχία. Οι επιστήμονες υποθέτουν ότι τα αντι-Neu5Gc αντισώματα στο θηλυκο αναπαραγωγικο συστημα θα εστόχευαν Neu5Gc-θετικά σπερματοζωαρια ή εμβρυϊκούς ιστούς στους πρωιμους ανθρώπους, ωστε να τους φονεύουν και να μειωθει έτσι διαχρονικώς η αναπαραγωγική συμβατότητα με τους φορεις του Neu5Gc. Οι ερευνητές έθεσαν την ιδέα αυτην υπο δοκιμην, εκθέτοντας σπέρμα χιμπατζή, του οποίου πλεον του 50% των σακχάρων της επιφανειας των κυττάρων ειναι μη ανθρώπινα σιαλικα οξέα, σε ανθρώπινα αντι-Neu5Gc αντισώματα. Τα αντισώματα εδεσμευσαν και εφονευσαν το σπέρμα του πιθήκου in vitro. Οι επιστήμονες στην συνέχεια εζευγάρωσαν θηλυκά ποντίκια, γενετικώς τροποποιημένα ωστε να εχουν έλλειψη Neu5Gc και εμβολιασμενα ωστε να παράγουν αντι-Neu5Gc αντισώματα, με Neu5Gc-θετικά αρσενικά. Το ποσοστό γονιμότητας για τις ποντικίνες ήταν αισθητά χαμηλότερο, λόγω προζυγωτικης ασυμβατότητας - της αντι-σπερματικης αποτελεσματικοτητας των θηλυκων αντισωμάτων. "Με την πάροδο του χρόνου, το ασυμβίβαστο αυτό, θα μειώσει και στην συνέχεια θα εξαλειψει τα άτομα με Neu5Gc", εδήλωσε ο Gagneux. "Όλως περιέργως, με βάση το θεωρητικό μοντέλο μας, η διαδικασία λειτουργεί γρηγορότερα όταν το ποσοστό γονιμότητας είναι μόνο ελαφρώς μειωμένο, απ' οτι οταν παράγει 100 % υπογονιμότητα." Ο Gagneux σημειωνει ότι τα ευρήματα προσθέτουν επιπλέον βάρος στην έννοια της "ειδογενέσεως μεσω μολύνσεως", κατα την οποία ο συνδυασμός των μολυσματικών ασθενειών που υπέστη ένας συγκεκριμένος πληθυσμός ειναι δυνατον να προδιαθέσει τον πληθυσμό αυτον να αποκλίνει γενετικώς από άλλους πληθυσμούς λόγω ασυμβατότητας αναπαραγωγής. Στην περίπτωση του πρωιμου ανθρώπου, ένας παραγων που ωδηγησε στην εκβαση αυτην μπορεί να ήταν γυναικεία ανοσία στο Neu5Gc.
Προηγούμενες μελέτες έχουν καταδείξει ότι η απώλεια του Neu5Gc συνέβη περίπου 3,2 και εμονιμοποιήθη 2,9 εκατ. ετη πριν, χρονος ο οποίος συμβαίνει να συμπίπτει περιπου με την χρονική στιγμή της εμφανίσεως του Homo ergaster / erectus, του προγονου του ανθρώπου.
"Προτείνουμε ότι ο ανοσοποιητικός μηχανισμός που περιγράφεται εδώ συμμετείχε στην καταγωγή του γένους Homo," εδήλωσε ο συντάκτης της μελέτης Ajit Varki, MD, Καθηγητής της Ιατρικής και της Κυτταρικής και Μοριακής Ιατρικής και Διευθυντής του Κέντρου για την Ακαδημαϊκή Ερευνα και Κατάρτιση στην Ανθρωπογένεση στο Πανεπιστήμιο του Σαν Ντιέγκο.
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
Μια καλλονη του σωτηριου ετους __περι τα 2,8 εκατ. ετη πριν, του γενους Homo erectus, απεικονιζομενη συμφωνως προς τα θεσφατα της ιατροδικαστικης εμπειροτεχνιας, με βαση τα οστα που φυλασσονται στο Smithsonian National Museum. Παρατηρουμε οτι τηρει τις τελευταιες τασεις του μακιγιαζ, τα φρυδια της π.χ. ειναι εντελως φυσικα. Η πρωτη καλλονη με το γονιδιο CMAH μεταλλαγμενο ειναι πιθανως η γιαγια μας.
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]

Υ.Γ Την ιδια εποχή, 3 εκ. ετη πριν περιπου, συνέβη και η στενή επαφή-συζυγία-συνεύρεση-αλληλοσπαραγμός μεταξύ του Γαλαξία μας και του δορυφόρου νάνου Γαλαξία Τοξότη Β, που ευρίσκεται τώρα σε απόσταση 800.000 ετών φωτός. Αστέρες του νάνου απεσπάσθησαν και διεσπάρησαν στον ενδιάμεσο διαγαλαξιακό χώρο. Μερικοί έχουν ενσωματωθεί στον Γαλαξία μας . Η υποψία ή πρόταση τίθεται, εάν και κατά πόσον η έντονη κοσμική ακτινοβολία στην επιφάνεια της Γαίας που προεκλήθη συνέβαλε στην μετάλλαξη του CMAH.

[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτή την εικόνα.]
Η εικονα αποδιδει σχηματικως την δραση του ανθρωπινου γονιδιου FTO, που στην παρουσα περιπτωση ειναι η καταλυτικη παρεμβαση της πρωτεινης του FTO σε συγκεκριμενο αναστρεψιμο μετασχηματισμο του RNA, στο πλαισιο των κυτταρικων λειτουργιων. Το γονιδιο αυτο ειχε ηδη το 2007 συνδεθει, κατοπιν ερευνης στην Οξφορδη, με την παχυσαρκια και τον διαβητη ΙΙ, υπο την εννοια οτι υπερέκφραση ή υπερδραστηριοτητα του γονιδιου οδηγει σε μονιμο αισθημα πεινας, καταναλωση τροφης και παχυσαρκια. Επιπλεον μια μεταλλαγμενη μορφη του γονιδιου, την οποια κατεχουν 18% του πληθυσμου, οδηγει σε 30% μεγαλυτερη πιθανοτητα καρκινου του στηθους. Τον συνδεσμο με τον καρκινο του στηθους διεπιστωσε η αναπλ. καθηγητρια κ. Βιργινια Κακλαμανη του Πανεπιστημιακου Νοσοκομειου Northwestern στο Σικαγο.
Στην παρουσα ερευνα, υπο τον καθηγητη Chuan He του Πανεπιστημιου του Σικαγου, απεδειχθη για πρωτη φορα η μεθυλίωση του RNA, που ειναι επιπλεον αναστρεψιμη, και περιλαμβανει την προσθηκη της ομαδας μεθυλιου στην νουκλεικη βαση αδενοσινη του RNA. Απεδειχθη επισης οτι η πρωτεινη του FTO καταλυει την αναστροφη διαδικασια, δηλαδη την αφαιρεση της ομαδας μεθυλιου απο την αδενοσινη. Οι επιπτωσεις των καταλυτικων ενεργειων του FTO στις λειτουργιες του κυτταρου προκυπτουν απο την δραση του (μετασχηματισμενου) RNA στην καθοδηγηση της παραγωγης των πρωτεινων του κυτταρου. Η ερευνα απεδειξε επισης οτι η πρωτεινη του FTO δρα και επι του μερικως μεθυλιωμενου 'αγγελιαφορου RNA', που φερει το προσωνυμιο N6-methyladenosine, οπως στην εικονα. Η ερευνα ανεκυψε στο πλαισιο των ερευνων του Chuan He οσον αφορα στην δραση των πρωτεινων της οικογενειας AlkB επι των νουκλεικων οξεων. Συνεργατες του και ο ιδιος απεδειξαν οτι στα ανθρωπινα κυτταρα μεθυλίωση των βασεων του RNA λαμβανει χωρα, με πολυ σημαντικες επιπτωσεις σε κρισιμες ζωικες λειτουργιες.
Καθε ανθρωπινο 'αγγελιαφορο RNA' φερει κατα μεσον ορο 3-6 μεθυλιώσεις της αδενοσινης. Οι ερευνητες υπεθεταν οτι οι μεθυλιώσεις παιζουν πολυ σημαντικο ρολο, αλλα τωρα το μυστηριο ήρθη και για πρωτη φορα απεδειχθη οτι ειναι αναστρεψιμες και εχουν σπουδαιο ρολο στην ανθρωπινη ομοιόσταση ενεργειας, την περιπλοκη διαδικασια με την οποια το σωμα συγκρατειται σε βιοχημικη δυναμικη ισορροπια. Ο ανωτερω μετασχηματισμος της N6-methyladenosine στο 'αγγελιαφορο RNA' ειναι κοινος σε ολα τα θηλαστικα, και ακομη και σε πρωιμοτερες μορφες ζωης. Ο ακριβης ρολος της απομεθυλιώσεως δεν ειναι ακομη πληρως σαφης, φαινεται ομως οτι ειναι πολυ σημαντικος, εαν κρινουμε απο την σημασια του μεταβολισμου στον οποιο εμπλεκεται το 'αγγελιαφορο RNA'. Ενα νεο πεδιο ερευνων, η Επιγενετικη του RNA, προκειται να ανοιξει, ασχολουμενο με τις βιολογικες ρυθμιστικες διεργασιες ελεγχου. Το αντιστοιχο πεδιο ερευνων, Επιγενετικη του DNA και των ιστονών, των αλκαλικών πρωτεινων που διευθετούν το DNA και του δινουν την δομη του (νουκλεοσωματα), ειναι πολυ ενεργο μετωπο ερευνης τα 10-20 τελευταια ετη. Ο ρολος της Επιγενετικης του RNA θα ειναι πιθανον ακομη σημαντικοτερος, οσον αφορα στον ελεγχο και ρυθμισεις γενετικων λειτουργιων.
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]