Гены, помогающие курильщикам выживать, могут иметь долгую историю борьбы с токсинами
Гены долголетия, которые помогали людям выживать при воздействии древних воздушных токсинов, могут быть теми же генами, что делают человека устойчивым к загрязнению от ископаемого топлива и сигаретного дыма сегодня. К такому выводу пришли авторы исследования, опубликованного в декабрьском выпуске 2019 года The Quarterly Review of Biology.
В статье "Экспозом в эволюции человека: от пыли до дизеля" Бен Трамбл (Университет штата Аризона) и Калеб Финч (Университет Южной Калифорнии) исследуют множество токсинов, с которыми сталкивался человек на протяжении своей эволюционной истории, и гены, связанные с иммунитетом, которые противодействовали их вредному влиянию.
Гипотеза: Адаптация к древним патогенам и воздушным токсинам может, в некоторых случаях, защищать нас сегодня от новых воздушных загрязнителей, таких как сигаретный и дизельный дым.
Эволюция экспозома и защитных генов
Исследование представляет собой детальный анализ человеческого экспозома — взаимодействий между генами человека и различными экологическими угрозами на протяжении эволюционной истории. Каждая новая угроза требовала ответа в виде различных генов, связанных с иммунитетом, особенно генов защиты хозяина и развития мозга.
Ключевые этапы изменения экспозома:
- Переход от леса к саванне: Вдыхание минеральной пыли и фекальных аэрозолей от стадных животных, попадание патогенов из гниющего мяса.
- Открытие огня: Воздействие токсинов дыма и обугленного мяса.
- Переход к сельскому хозяйству: Новые токсины от одомашненных животных и антисанитарии в плотных поселениях.
- Индустриальная революция: Современные воздушные загрязнители и сигареты.
Примеры генетической адаптации
- Ген AHR: По-видимому, обеспечивал устойчивость архаичных людей к токсинам от домашних очагов в большей степени, чем у неандертальцев. Сегодня AHR важен для детоксикации при воздействии бытового и сигаретного дыма.
- Ген ApoE: Яркий пример зависимости пользы гена от
среды.
- Архаичный вариант был полезен в средах с высоким уровнем инфекций, но ускоряет старение артерий и мозга, сокращая продолжительность жизни.
- Новый вариант имеет более благоприятные эффекты, например, снижает холестерин у мясоедных популяций.
Распространенность архаичного варианта ApoE показывает, что среда человека меняется быстрее, чем генофонд. Однако его адаптивная ценность может вернуться, поскольку глобальное потепление способствует распространению инфекций (например, малярии) через увеличение популяций насекомых.
Вывод: Понимание полной истории взаимодействия генов и среды (экспозома) имеет ключевое значение для решения будущих глобальных проблем здравоохранения и долголетия в условиях экологических изменений.