Sciencemag.cz
Doporučujeme
Člověk se ve srovnání s jinými druhy dožívá relativně vysokého věku, a to platilo už pro období před nástupem moderní medicíny. Umíráme později, než by to platilo pro „typické savce“ naší velikosti. U člověka se běžně vyskytuje menopauza, což je jev jinak známý pouze u kosatek.
Samozřejmě evoluční biologie proto často řeší otázku „k čemu jsou babičky“ – míněno jejich genům. Obecně evoluce/selekce preferuje ne samotnou délku života, ale to, jak souvisí se schopností vytvořit co nejvíc kopií příslušných genů. Investice do vlastní reprodukce bývají preferovány před samotnou dobou dožití. Takže se např. předpokládá, že staří lidé pomáhají s výchovou vnuků svým dětem, ti pak mohou mít dětí třeba více (nebo se tyto děti s větší pravděpodobností dožijí dalšího kole reprodukce), což je pochopitelně výhodné i pro geny starých lidí.
Možná; respektive nějak tak podobně to asi bude. Pak je zde ale druhá rovina věci, tedy jak konkrétně to evoluce zařídila, jaké geny za tím stojí a jaký mají tyto další vliv. Vědci z Kalifornské univerzity v San Diegu již dříve objevili soubor mutací lidských genů, které chrání dospělé lidi před poklesem kognitivních schopností a demencí. V nové studii, publikované v Molecular Biology and Evolution, se zaměřili na jeden z těchto mutovaných genů a pokusili se vysledovat jeho evoluci – tedy kdy a proč se v lidském genomu objevil.
Když vědci dříve porovnávali genomy lidí a šimpanzů, zjistili, že lidé mají jedinečnou verzi genu pro CD33, receptor exprimovaný v imunitních buňkách. Standardní receptor CD33 se váže na kyselinu sialovou, kterou (respektive které, jde o rodinou sloučenin) bývají obaleny lidské buňky (bývá součástí glykoproteinů, glykolipidů atp.). Když imunitní buňka prostřednictvím receptoru CD33 zaregistruje kyselinu sialovou, rozpozná jinou buňku jako součást těla a nezaútočí na ni, čímž se zabrání autoimunitní reakci.
Receptor CD33 je také exprimován v mozkových imunitních buňkách (mikrogliích), kde pomáhá s potlačováním zánětů. Mikroglie však mají také důležitou úlohu při odstraňování poškozených mozkových buněk a amyloidních plaků spojených s Alzheimerovou chorobou. Vazbou na sialové kyseliny na těchto buňkách a placích běžné receptory CD33 ve skutečnosti potlačují tuto důležitou funkci mikroglií (poznámka: vlastně chrání závadné buňky) a zvyšují riziko vývoje demence.
Zde přichází ke slovu nová varianta genu. Někde v průběhu evoluce lidé získali další mutovanou formu CD33, které chybí příslušné vazebné místo. Zmutovaný receptor již nereaguje na sialové kyseliny na poškozených buňkách a placích, což mikrogliím umožňuje je rozkládat. Nezávisle na tom bylo zjištěno, že vyšší hladiny této varianty CD33 (příslušného proteinu) skutečně ve vyšším věku chrání před nástupem Alzheimerovy choroby.
Při snaze pochopit, kdy se tato varianta genu poprvé objevila, nalezli autoři nové studie důkazy o silné pozitivní selekci, což naznačuje, že tento gen se vyvíjel rychleji, než by se dalo jinak očekávat. Zjistili také, že tato konkrétní verze genu pro CD33 není přítomna v genomech neandrtálců ani denisovanů, Přitom samozřejmě u většiny genů, v nichž se liší šimpanz a Homo sapiens, mají neandrtálci variantu lidskou. (Poznámka: Z toho lze mimochodem také usuzovat, že tedy prarodiče starající se o vnuky jsou až evoluční novinkou u Homo sapiens.)
Nicméně může jít o vedlejší efekt a selekci původně tlačila příslušnou variantu genu z jiného důvodu (poznámka: když na druhé straně vah stojí to, že důsledek je zase asi růst autoimunitních poruch). Jednou z z možností podle nové studie je, že v evoluci člověka se mohly uplatňovat vysoce infekční nemoci, jako je kapavka. Bakterie kapavky (gonokok Neisseria gonorrhoeae) se totiž na povrchu maskuje kyselinou sialovou, čímž se pro původní receptor CD33 stává neviditelnou. Zmutovaná verze CD33 bez příslušného vazebného místa vznikla tedy možná původně jako lidská adaptace proti podobným trikům kapavky a dalších patogenů. Posléze se ukázalo, že v mozku tato forma pomáhá proti demenci, a sekundárně tak začala být preferována i z tohoto důvodu, což selekci výrazně urychlilo.
Sudeshna Saha et al, Evolution of Human-specific Alleles Protecting Cognitive Function of Grandmothers, Molecular Biology and Evolution (2022). DOI: 10.1093/molbev/msac151
Zdroj: University of California – San Diego, Phys.org
