Det giftige sukkertræ:Kortlægning af den evolutionære historie af et kræftfremkaldende sukkergen

For omkring to millioner år siden, der skete en genetisk ændring, der adskilte mennesker fra de fleste andre primater, der både beskyttede mennesker mod sygdomme, alligevel gjorde rødt kød til en sundhedsrisiko.

På dette tidspunkt i menneskets evolution, et bestemt gen, kendt som CMAH, der giver mulighed for syntese af et sukker kaldet Neu5Gc, forsvandt. Dette sukker er til stede i rødt kød, nogle fisk og mejeriprodukter. Når mennesker spiser et dyr, der har det gen, kroppen har en immunreaktion på det fremmede sukker, som kan forårsage betændelse, gigt, og kræft.

University of Nevada, Reno forskere, ledet af College of Science assisterende professor David Alvarez-Ponce, har analyseret 322 dyregenomsekvenser fra National Center for Biotechnology Information på udkig efter dyr, der viser tilstedeværelsen af ​​aktive CMAH-gener. De placerede dataene fra de 322 dyregenomer i et "træ" for at bestemme, hvornår i et dyrs evolutionære historie blev CMAH-genet inaktivt eller "slukket". Dette er nyttigt til at forklare, hvorfor visse arter har et aktivt CMAH-gen, og hvorfor lignende arter ikke har.

Alvarez-Ponce laboratoriet har specialiseret sig i at studere udviklingen af ​​gener og genomer ved hjælp af bioinformatik. Når det kommer til de få fisk, der er undersøgt indtil videre, der er en ubetydelig koncentration af Neu5Gc -sukkeret for at være et medicinsk problem, men koncentrationerne af Neu5Gc er betydeligt højere i fiskeæg, bedre kendt som kaviar. Som kandidatstuderende Sateesh Peri udtrykker det, "en af ​​de dyreste fødevarer er blandt dem med den højeste mængde giftig Neu5Gc."

Fugle mangler også aktive CMAH -gener, antyder, at indtagelse af dyr som kylling, Kalkun, og gæs er ikke forbundet med de skadelige bivirkninger. En anden klasse af dyr, der ikke har CMAH -genet, er krybdyr, undtagen én firbenart. Tilstedeværelsen af ​​genet i denne firben udfordrer tidligere påstande om, at genet kan være gået tabt i en forfader til krybdyr og fugle.

Bortset fra kostproblemer, CMAH-genet viser sig også at være en væsentlig faktor for, hvorvidt et transplanteret organ fra et dyr ville blive accepteret af et menneske på grund af genet. Når et dyr med et CMAH-gens organer transplanteres til et menneske, der ikke har CMAH-genet, den menneskelige krop kan afvise organet på grund af tilstedeværelsen af ​​Neu5Gc-sukkeret.

"Inaktivering af CMAH under menneskelig evolution kan have befriet mennesker fra en række patogener, " sagde Alvarez-Ponce. "For eksempel, der er denne bestemte type malaria, der kræver Neu5Gc for infektion - andre primater er modtagelige for det, men ikke mennesker."

Tilstedeværelsen af ​​CMAH-genet bestemmer, hvilke dyr mennesker bør undgå at spise (eller bør spise med måde), og hvilke dyrebid mennesker bør undgå. Hvis dyret har CMAH-genet, så skal det ikke spises, da det kan forårsage betændelse, gigt og kræft. Imidlertid, indtagelse af rødt kød i moderate mængder anses for at være fint. Hvis dyret ikke har CMAH-genet, så er der større sandsynlighed for, at disse dyr indeholder patogener, der binder sig til Neu5Ac (forløberen for Neu5Gc), og som kan påvirke mennesker.

Denne forskning forventes at være et afgørende springbræt for fremtidigt arbejde med ernæring, genetik og medicin. At finde ud af, hvor og hvornår genet bliver slukket, er afgørende for at bestemme, hvilke arter der sandsynligvis har det giftige sukker Neu5Gc, og i så fald, hvad deres brug kan være ved transplantationer, diæter, og forskning. Arbejdet fra Alvarez-Ponces team vil gøre det lettere at forstå, hvorfor visse sygdomme dannes, og finde måder at bekæmpe spredning af sygdomme på.

Resultaterne af forskningen vil blive offentliggjort i januarudgaven af ​​Oxford University Press science journal Genombiologi og evolution .