TLDR: Geny, které hrají roli ve zpracování tuků a signalizaci patogenů, došly před 400 až 800 tisíci lety změně. Mohlo nám to dát vyšší odolnost vůči tropickým chorobám, dnes nám to ale dává vyšší riziko infarktů. Studie tu.

Nikdo není dokonalý

Pokud se podíváte na téma evoluce v X-Menech a podobných fikcích, mohli byste si (chybně!) myslet, že evoluce je hon za dokonalostí. Za rasou, která „zdědí jednou Zemi“! Do této (chybné!) teze však háže vidle výzkum již delší dobu. Nedávno třeba skrze práci, která si skrze mapování genomu Homo sapiens, Homo neanderthalsis, Denisovanů a dalších našich příbuzných či předků, posvítila na vývoj naší (chybné) imunity.

A podle jeho závěrů se zdá, že mutace, které si naši předci vyvinuli cca. 2 miliony až 400 tisíc let nazpět, u nás dnes zvýšila náchylnost na zánětlivá onemocnění a řadu patogenů. Ona zákeřná mutace by přitom prapůvodně, paradoxně, vznikala jako cosi, co lidem zvyšovalo šance přežití!

Cože?

No fakt – nebylo by to ostatně prvně. Nová práce je totiž jakousi rozšířenou verzí čtyři roky staré studie, na kterou si možná pamatujete. Vědátoři pod vedením Kunia Kawanishi tehdy objevili změnu genomu, která jenom u Homo sapiens zřejmě zvyšuje náchylnost na ukládání tuku v cévách a tak vyšší riziko kardiovaskulárních nemocí (viz taky video níž).

Tehdy ještě nebyla ztráta genu CMAH, který si uměl snáz poradit s cholesterolem, evolučně zdůvodněna. Přestože gen CMAH ztratil náhodnou mutací svou funkci, lidem to po X generací pro přežití vůbec nevadilo … vlastně až do vzniku civilizace. Dnes je situace jiná, a absence CMAH může za to, že člověk, pán tvorstva a tak vůbec, je jako jediný ze všech savců velmi náchylný na srdeční infarkt…

Nicméně, nová studie má s tou starší, infarktovou společného jmenovatele v kyselině sialové – takže to, proč máme infarkty, je součástí i nejnovějšího zjištění. A zdá se, že kdysi byla absence CMAH dokonce výhodná!

Všeho moc/málo škodí

Kyselina sialová, respektive její derivát jménem Neu5Gc (to, co gen CMAH z kyseliny sialové u ostatních savců udělá), totiž není problém. Také dílem přirozeně tvoří součást obalu našich buněk, a ony obaly jsou první a častokrát i poslední obrannou hrází před cizími patogeny.

Všeho moc škodí, ale všeho málo škodí úplně stejně. Již delší dobu se tak ví, že změny hodnot kyseliny sialové hrají nějakou roli ve zvýšení nemocí. Příliš málo = máme malou zeď proti patogenům. Příliš mnoho = buňky se obalují moc, zanášejí se tepny, vznikají záněty.

Nestačí se přitom jenom necpat jídlem s obsahemNeu5Gc. Myšky, které byly vloni krmeny tučným jídlem bez Neu5Gc (tedy sialové kyseliny obecně) a neměly gen CMAH, i tak trpěly skoro dvojnásobně rozsáhlejší arterosklerózou!

Víme tedy, že geny pro zpracování Neu5Gc jsou fakt významné! To ale víme už rok. Nová studie naznačuje ovšem též důvod, proč jsme se CMAH genu a dalších souvisejících genů zbavili. Leccos naznačuje skutečnost, že CMAH mají ještě šimpanzi, s nimiž máme poslední společné předky cca. 6 milionů let nazpět…

Analýza genového rodokmenu našich předchůdců v režii týmu Naazneena Khana z University of California-San Diego zúžila na období nejspíše na éru před 400 až 800 tisíci lety. Gen CMAH, kvůli němuž trpíme na cholesterol, je v tomto příběhu ovšem jenom částí zápletky. Krom Neu5Gc v obraně před patogeny hraje i SIGLEC protein, který deriváty kyseliny salicylové rozpoznává.

Právě vývoj genů odpovědných za SIGLEC, zajímal vědce nejvíce, protože i tam muselo po ztrátě genu CMAH ke změně. A právě tady se objevil nejzajímavější rozdíl mezi námi a zbytkem opičáků.

+5 Odolnost vůči malárii

Zdá se, že v období, kdy naši předci typicky žili v tropickém a subtropickém podnebí, došlo na radikální úpravu toho, jak naše buňky signalizují problém těla pro imunitu. Velké opice, s nimiž máme starší společné předky, mají totiž jiné SIGLEC geny. Tedy i jiné mechanismy,kterými imunitní policie kontroluje buňky, jestli nejsou napadené patogeny.

Vědátoři pro tuto změnu už mají i pracovní hypotézu – podle ní byla genová čistka jakousi adaptivní změnou, která dávala našim předkům výhodu! Podobné změny by totiž mohly zhoršovat přichytávání tropických parazitů, jako je Plasmodium knowlesi, na naše krevní buňky. V éře, kdy jsme pobývali v tropech, tedy zbavení se genů, které nám dnes zvyšují riziko nemocí, dávalo perfektní smysl.

Tehdy totiž možná snižovalo riziko (tehdejších) nemocí! Dnes ale může zvyšovat nejenom riziko infarktu, leč i neurodegenerativních onemocnění, infekcí baktérií, virů, koronavirů…

Epidemie samozřejmě známe i u jiných druhů, ale velmi těžko se srovnávají epidemie z živočichů a u lidí. Protože u nás jaksi významnou roli hra civilizace a globální doprava. Na dlouhodobé změny uvnitř genomu ale často dochází z nějakého důvodu – pokud by ony mutace něčemu vadily, nešířily by se dále. A pokud byly zbytečné, příliš by na tom nezáleželo.

Dává tedy logiku, že geny, které dnes zvyšují riziko našich nemocí, nám kdysi mohly riziko jiných nemocí snižovat. CMAH nicméně nemusel být z DNA odstraněn jenom kvůli malárii, jeho absence u zvířecích modelů například zlepšila i výkon při běhu, což by se vám 800 tisíc let při lovu v savaně také docela hodilo.

Přežití v kontextu

Hypotéza s malárií je však stále jenom hypotézou, byť k ní evoluce SIGLEC dává o argument víc. Práce však krásně ilustruje, že evoluce rozhodně není automaticky cosi, co se dere vstříc dokonalosti. Častokrát je evoluce nahodila, typicky u ní známe jenom „vítězné přeživší“, nikoliv všechny evoluční nápady, tedy i ty, které nezvítězily (a nepředaly potomstvo). A zdá se, že dokonce i pokud tyhle nápady přežijí, může být jeden evoluční vynález nakonec problematický.

Žádný vyšší druh v evoluci neexistuje – jenom druhy, které jsou „shodou náhod“ velmi dobře uzpůsobené pro dnešní svět. Jenže svět zítřka může být docela odlišný.

[Tereza Lausová, LL]

To ale neznamená, že naše imunita je nějaký flákač. Ba naopak – jen ji trochu pomoct…

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je [email protected]