Углеводы зовут и повелевают!

Ура! Наконец-то наука подарила нам универсальное оправдание, и теперь можно не отказываться от любимых, вкусных и питательных углеводов. Дело в том, что мы генетически запрограммированы на употребление крахмалосодержащих продуктов. Причем ученые говорят, что любовь к углеводам попала в нашу ДНК задолго до появления современных Homo sapiens.

Любили сладкое всегда

Известно, что у всех нас имеется особый ген под названием AMY1. Он отвечает за производство амилазы в слюне. Этот фермент помогает организму переваривать крахмал, содержащийся в таких продуктах, как хлеб, макароны и тому подобное. С точки зрения науки, крахмал является сложным углеводом, который состоит из множества молекул сахара, и амилаза начинает переварить их, превращая в глюкозу, едва пища попадает в рот.

У разных людей количество копий гена AMY1 также разное. Чем больше этих копий, тем больше производится амилазы. Следовательно, и крахмал переваривает гораздо быстрее. Неудивительно, что многие из нас предпочитают пищу, богатую углеводами, ведь она гораздо легче усваивает благодаря вышеупомянутому ферменту.

Ученые из университета Баффало (штат Нью-Йорк) и биомедицинской лаборатории Джексона (США, Китай, Япония) сделали интересное открытие. Оказывается, большинство копий гена, отвечающего за усвоение углеводов, появились у современных людей после перехода от охоты к земледелию. Но сам генетический бонус возник гораздо раньше у наших очень далеких предков, за сотни тысяч лет до начала возделывания полей и сбора урожаев.



Команда исследователей составила карты геномов как современных людей, так и тех, кто жил до развития земледелия. Для этого они использовали метод секвенирования длинных участков ДНК или РНК, позволяющий читать большие фрагменты генома сразу. В результате было обнаружено, что у людей, живших около 45 000 лет назад, уже имелось несколько копий гена AMY1.

Более того, оказалось, что и у наших древних родственников — неандертальцев и денисовцев — этот ген присутствовал еще 800 000 лет назад. Это говорит о том, что способность эффективно перерабатывать углеводы появилась у человечества очень давно, задолго до того, как люди начали заниматься сельским хозяйством.

Наследие общего предка

Ген AMY1, который встречается у всех приматов и активен в околоушной слюнной железе, изначально был представлен лишь одной копией. Скорее всего, он уже возник у общего предка человекообразных обезьян. В настоящее время у подавляющего большинства людей присутствует несколько копий этого гена. Они появились примерно 10 000 лет назад, когда человечество начало осваивать сельское хозяйство и стало активно потреблять крахмалистые продукты.



Чтобы узнать, когда именно произошло увеличение числа копий AMY1, исследователи составили карту и проанализировали геномы 98 представителей различных древних и современных популяций. Ученые хотели понять: совпадает ли рост числа копий гена с переходом многих охотников-собирателей к земледелию.

Научный анализ показал, что существует общий набор аллелей (вариантов гена), передающихся от одного родителя. Один из таких гаплотипов включает три копии гена AMY1, и его достаточно часто находят в древних образцах, когда человечество жило исключительно в Африке. Интересный факт: ученым известны и другие гаплотипы, в которых содержится еще больше копий этого гена.

По одной из версий, число копий гена, отвечающего за переваривание углеводов, стало расти после того, как наши далекие предки открыли огонь. Известно, что неандертальцы достаточно часто употребляли в пищу крахмал, который в вареном виде усваивается гораздо лучше.

В ходе исследования ученые изучили восемь древних геномов, среди которых были геномы неандертальцев и денисовцев. Оказалось, что у некоторых из них тоже было несколько копий гена AMY1. Например, две копии нашли у восточных неандертальцев, одну — у западного неандертальца, и одну — у денисовца. Почему же эти дополнительные копии появились?

Против эволюции не попрешь

Точная причина пока остается загадкой, но исследователи предполагают, что количество копий гена AMY1 могло варьироваться от человека к человеку внутри одной популяции. Такая вариация могла возникнуть еще до разделения наших предков на разные виды — людей, неандертальцев и денисовцев.

По мнению исследовательской группы, увеличение количества копий AMY1 в индивидуальных геномах стало неизбежным после того, как охотники-собиратели превратились в земледельцев. В рационе появилось гораздо больше продуктов, богатых крахмалом, например, зерно, и организму требовалось все больше ферментов для их переработки.

Эти выводы подтверждают исследования древних костей. В геномах людей, чьи останки были найдены в местах древних с/х поселений, количество копий AMY1 заметно выше, чем у тех, кто жил в поселениях охотников-собирателей.

Интересно, что у людей, живших еще до возникновения сельского хозяйства, уже было от четырех до восьми копий этого гена. Возможно, такие изменения происходили потому, что некоторые группы людей начинали экспериментировать с обработкой пищи, например, мололи дикорастущие злаки в муку.

При этом число копий гена AMY1 росло постепенно. К примеру, у популяций, которые переходили к земледелию между 16 100 и 8 500 годами назад, наблюдалось примерно такое же количество копий гена, как и у охотников-собирателей того времени. У современных людей таких копий может быть… до 15!



Будущие исследования помогут лучше понять, как различия в количестве копий гена AMY1 влияют на переработку крахмала в организме. Это знание может оказаться полезным для изучения таких состояний, как непереносимость глютена и целиакия, а также для понимания общих процессов метаболизма.

Можно ли сказать, что желание съесть что-нибудь углеводное связано с геном AMY1? В какой-то степени да. Количество копий этого гена в нашем геноме не только определяет нашу способность переваривать крахмал, но и влияет на восприятие вкуса такой пищи. Именно поэтому многие из нас тяготеют к продуктам, богатым углеводами. Возможно, пришло время перестать считать сладкое и мучное врагами и принять его как часть нашего эволюционного наследия.