Malariaparasiten in einem roten Blutkörperchen. (Dr_Microbe/iStock/Getty Images) Vor Hunderttausenden von Jahren entwickelten unsere Vorfahren einen einfachen Trick, der dazu hätte beitragen können, eine schwere Infektionskrankheit zu verhindern. Es hat wahrscheinlich unsere Haut gerettet, aber die Änderung war alles andere als eine perfekte Lösung.
Neue Forschungen haben Beweise dafür erbracht, dass Mutationen, die vor 600.000 bis 2 Millionen Jahren entstanden sind, Teil eines Komplexes von Anpassungen waren, die uns möglicherweise unbeabsichtigt anfällig für entzündliche Erkrankungen und sogar andere Krankheitserreger gemacht haben.
Ein internationales Forscherteam verglich rund tausend menschliche Genome mit einigen unserer ausgestorbenen Cousins, den Neandertaler Und Denisovaner , um fehlende Details zur Entwicklung einer Familie von Chemikalien zu ergänzen, die die Zellen des menschlichen Körpers beschichten.
Sialinsäuren sind eine vielfältige Gruppe von Kohlenhydraten, die wie Blätter aus den Spitzen von Proteinen blühen, die die Oberflächen menschlicher Zellen bedecken.
Dieses Zuckerdach ist normalerweise das erste, worauf Sie stoßen würden, wenn Sie die Größe eines hätten Virus oder Bakterium, daher ist es keine Überraschung, dass diese Chemikalien als Sicherheitsausweis dienen und Freund von Feind unterscheiden.
Veränderungen der Sialinsäure-Marker kann eine Reihe von Krankheiten hervorrufen. Aber es war eine spezifische Veränderung, die alle Menschen betrifft und die die Forscher hier am meisten verstehen wollten.
Die meisten Säugetiere – einschließlich eng verwandter Affen – verfügen über eine Verbindung namens N-Glycolylneuraminsäure oder Neu5Gc. Wir wissen es schon seit einiger Zeit dass das Gen für diese Version Der Anteil der Sialinsäure wird in uns abgebaut und lässt ihre Vorläuferform, N-Acetylneuraminsäure (Neu5Ac), zurück, um ihre Aufgabe zu erfüllen.
Forscher zuvor spekuliert dass diese Mutation beim Menschen ausgewählt wurde, um verheerende Malariaparasiten wie z Plasmodium knowlesi um sich an rote Blutkörperchen zu heften.
Es ist ein Tausch, den andere Tiere – darunter auch einige – mit sich bringen Vögel , Fledermäuse und sogar Wale – haben sich ebenfalls von selbst entwickelt.
Da Schimpansen das Gen für Neu5Gc behalten, muss die Mutation innerhalb des Schimpansen aufgetreten sein letzten 6 Millionen Jahren oder so, irgendwann nachdem wir uns voneinander getrennt hatten.
Dieses Fenster kann nun noch weiter eingegrenzt werden. Diese jüngste Studie zeigt, dass Neandertaler und Denisova-Menschen unsere Variante der Sialinsäure gemeinsam haben, was bedeutet, dass die Veränderung stattfand, bevor sich unser Zweig des Stammbaums trennte vor etwa 400.000 bis 800.000 Jahren .
Sialinsäure-Marker sind jedoch nur ein Teil der Geschichte. Um die Zellen, die uns gehören, von möglichen Eindringlingen zu unterscheiden, sind unsere Immunzellen mit einer Scan-Chemikalie namens ausgestattet Sialinsäure-bindende Lektine vom Immunglobulintyp . Oder kurz Siglecs.
Wenn bei einer Inspektion der Sialinsäuremarker einer Zelle nicht den Anforderungen entspricht, ist das ein Garant für diese Zelle. Natürlich würden alle Änderungen an unserem Sialinsäure-Namensschild bedeuten, dass auch unser Siglecs-System angepasst werden müsste.
Tatsächlich fanden die Forscher bei weiteren Untersuchungen signifikante Mutationen in einer Gruppe von Siglec-Genen, die bei Menschen und Artgenossen häufig vorkommen, nicht jedoch bei Menschenaffen.
Auch auf Immunzellen kommen nicht alle dieser Versionen vor. Der Studie zufolge kommen einige davon auch in anderen Geweben vor, beispielsweise im Gehirn, in der Plazenta und im Darm.
Diese radikale Neuverkabelung unseres Immunsystems ist keine Kleinigkeit. Wenn die Malaria-Hypothese Bestand hat, hätte sie Neu5Ac-Menschen, die in Gebieten leben, die anfällig für die parasitäre Krankheit sind, einen enormen Vorteil gegenüber ihren Neu5Gc-Verwandten verschafft.
Aber es könnte ein hoher Preis gewesen sein. Vor einem Jahrzehnt Forscher desselben Teams vermuteten, dass die Mutation unsere Vorfahrengemeinschaften getrennt und sie möglicherweise an der Fortpflanzung gehindert hätte.
Mit anderen Worten: Die Abstammungslinie unserer Spezies könnte infolge dieses Komplexes von Immunmutationen, die möglicherweise bei dem auftreten, zersplittert sein Entstehung Stehender Mann vor etwas mehr als 2 Millionen Jahren.
Aber es gibt noch andere Konsequenzen des Wandels, den wir noch heute erleben.
Der Siglec-Ausdruck ist mit Bedingungen verknüpft wie Asthma Und Alzheimer Krankheit, was die Möglichkeit erhöht, dass der Schutz vor einer verheerenden Krankheit uns dem Risiko anderer Erkrankungen aussetzt.
Was den Austausch von Sialinsäure anbelangt, könnte er eine neue Chance für eine ganze Reihe anderer Krankheitserreger eröffnet haben.
Eine große Auswahl von Viren und Bakterien gelangen in unsere Zellen, indem sie sich an den Sialinsäurefasern festhalten, von denen viele Menschen, aber keine Affen infizieren. Viele, wie Cholera, Pocken, Influenza und Coronaviren, sind alles andere als trivial.
„Die meisten Coronaviren infizieren Zellen in zwei Schritten – zunächst indem sie reichlich vorhandene Sialinsäuren als Bindungsstellen erkennen, um Fuß zu fassen, und dann nach Proteinrezeptoren mit höherer Affinität wie ACE2 suchen“, so der Arzt Ajit Varki erzählt Wissenschaft Zeitschriften Ann Gibbons.
Seltsamerweise steigert die menschenähnliche Eliminierung des NeuA5c-Gens bei Mäusen ihre Lauffähigkeit und die Aktivierung anderer Teile ihres Immunsystems. Angesichts der neuen kognitiven und körperlichen Talente, die vor ein paar Millionen Jahren beim Menschen entstanden sind, hätte sich der Austausch gegen Asthma und Cholera durchaus gelohnt.
Die Evolution erledigt den Job. Aber niemand sagte, es sei perfekt.
Diese Forschung wurde veröffentlicht in Genombiologie und Evolution .