Ученые обнаружили мутацию, связанную с выносливостью людей
Ученые из Калифорнийского университета в Дейвисе определили, что выносливость людей и их способность бегать на длинные дистанции, возможно, связана с единственной мутацией, которая появилась два-три миллиона лет назад. Как сообщает N+1, мутация повлияла на способность скелетных мышц более эффективно использовать кислород и меньше уставать.
Род Homo появился два-три миллиона лет назад, когда на месте тропических лесов стали появляться саванны. Древние люди адаптировались к переходу от древесного к наземному образу жизни, научившись передвигаться на двух конечностях и бегать.
В то же время, когда древние люди стали выносливыми бегунами, у них появилась мутация в гене CMAH, которая "выключила" кодируемый этим геном фермент CMP-Neu5Ac гидроксилазу. Гидроксилазы присоединяют к специфичному для них веществу гидроксильную группу (-ОН). В результате в организме людей перестала вырабатываться гликолилнейраминовая кислота, вещество, которое входит в состав клеточной мембраны и участвует в межклеточных взаимодействиях, в том числе, во взаимодействии клеток организма с патогенами. Вероятно, вследствие этого у древних людей появилась устойчивость к некоторым заболеваниям и мутация закрепилась в популяции.
Теперь же исследователи предположили, что мутация в гене CMAH могла повлиять на развитие выносливости древних людей и их способность бегать на длинные дистанции. Чтобы это показать, исследователи провели эксперименты на мышах с мутацией в гене CMAH. В качестве контроля они использовали обычных мышей. Животных два дня подряд помещали в беговое колесо и они должны были его крутить в течение десяти минут. В это время ученые измеряли их скорость и выносливость. В другом тесте мышам ежедневно, в течение 15 или 30 дней, позволяли бегать в колесе и отслеживали их активность. Затем животных умерщвляли и исследовали их мышечные и дыхательные ткани. Также ученые исследовали устойчивость к мышечной усталости у мутантных мышей. Их усыпляли и применяя электростимуляцию, наблюдали за динамикой мышечных сокращений и отслеживали возникновение мышечной усталости.
Оказалось, что у мутантных мышей по сравнению с обычными выносливость вырастала на 30%. Отдельные тесты показали, что в течение дня они бегали, в среднем, на 12% быстрее и на 20% дальше, чем обычные животные. Мышцы на задних лапах мутантных мышей были примерно вдвое устойчивее к мышечной усталости, чем у обычных мышей. Также оказалось, что в мышечной ткани камбаловидной мышцы и мышц диафрагмы мутантных животных используется от 10 до 50% больше кислорода, чем в ткани обычных мышей.
