Ученые обнаружили у народа туркана – этнической группы в Кении – генетические адаптации, которые помогают им пережить экстремальные условия пустыни. Но эти же вариации генов могут вызывать болезни у жителей городов, сообщает Live Science.
Женщины туркана ежедневно проходят по пять – десять километров по жаре, держа на головах ведра с водой. Это означает, что они обычно долгое время обходятся без питьевой воды. Они также придерживаются богатой белками, но относительно низкокалорийной диеты, состоящей из мяса, молока и крови животных. Несмотря на это, их организм справляется с экстремальными условиями.
[see_also ids="602127"]
В ходе исследования ученые обнаружили у представителей туркана вариант гена STC1. Этот ген кодирует белок, который помогает почкам удерживать воду. «Это именно то, что вам нужно, если вы проходите 6 миль в 40-градусную жару каждый день», — заявил соавтор исследования Жюльен Айролес, генетик из Калифорнийского университета в Беркли.
Ученые считают, что этот вариант гена может быть особенно эффективен в удержании воды в организме. Но, когда носители этого гена перебираются жить в города, он же становится причиной развития у них хронических болезней.
В ходе исследования ученые работали с пятью тысячами волонтеров туркана. Сначала они секвенировали полные геномы 367 человек из этой группы, прочитав их ДНК буква за буквой. Ученые обнаружили генетические вариации в восьми регионах. Это означает, что определенные генетические варианты встречаются у туркана чаще, чем в других популяциях. Самый сильный сигнал наблюдался вблизи гена STC1.
Чтобы подтвердить эту функцию STC1, ученые провели эксперименты с клетками в лаборатории. Они взяли клетки почек человека и добавили антидиуретический гормон (АДГ, также называемый вазопрессином) – сигнал, который мозг посылает почкам при дефиците воды в организме. Клетки отреагировали активацией гена STC1. Это позволяет предположить, что по крайней мере одной функцией этого гена является удержание воды.
После этого ученые провели компьютерное моделирование, чтобы определить, когда вариации гена появились у туркана. Они подсчитали, что естественный отбор в регионе STC1 начался примерно 5000–7000 лет назад. Примерно в это время в Восточной Африке распространялось скотоводство, а Сахара начала превращаться в пустыню.
Но в настоящее время эта генетическая вариация может работать против туркана. Начиная с 1980-х годов, засуха и голод вынуждают многих представителей этого народа отказаться от скотоводства и перебраться в города. Их рацион смещается с продуктов животного происхождения на зерновые и обработанные пищевые продукты, содержащие муку и сахар.
Ученые провели дополнительный анализ, чтобы понять различия между городскими и сельскими туркана. Они проверили функции почек у 447 человек и различия в активности генов у еще 230. В результате исследователи выявили, что у городских туракана почки работают хуже, чем у сельских. У них также была повышена активность генов, связанных со стрессом и воспалением, что может быть связано с развитием заболеваний, например, болезней сердца.
Это указывает на то, что когда организм не сталкивается с обезвоживанием, а диета более богата углеводами, вариант гена, который когда-то помогал туркана, работает против них, давая больше нагрузки на почки и обменные процессы.
Напомним, исследование ДНК одного из старейших людей мира, испанки Марии Браньяс, выявило уникальные биомаркеры, которые могут объяснить ее долгую жизнь. Женщина прожила 117 лет и превысила среднюю продолжительность жизни в своей Каталонии более чем на три десятилетия.