تفاعل الإنسان الحديث مع الدينيسوفان في آسيا، مما وفر تكيفًا وراثيًا لتنظيم الزنك الذي ساعد البشر على التكيف مع المناخات الباردة، وهو أمر منتشر على نطاق واسع بين السكان غير الأفارقة اليوم. في حين أن هذا التكيف مفيد للتكيف مع البرد، إلا أن الأفراد قد يكونون عرضة لاضطرابات عقلية مختلفة.
تشير الأبحاث إلى أن التباين الوراثي الذي يؤثر على تنظيم الزنك قد يمثل ميزة تطورية في تكيف أسلافنا مع البرد.
منذ حوالي 60 ألف سنة، هاجر الإنسان الحديث خارج أفريقيا، وهو ما يشار إليه غالبًا بحدث “الخروج من أفريقيا”. عند وصولهم إلى آسيا، واجه هؤلاء الرجال الدينيسوفان. يمكن أن يكون هذا اللقاء مزيجًا من الصراع والتعاون، ولكنه أدى أيضًا إلى هجينة مختلفة. في الواقع، لا يزال البشر المعاصرون يحملون متغيرات جينية من أصل دينيسوفان في الجينوم الخاص بنا والتي تشهد على تلك التفاعلات المبكرة.
الآن، توصل فريق بقيادة المركز المشترك لمعهد البيولوجيا التطورية (IBE)، والمجلس الوطني الإسباني للبحوث (CSIC) وجامعة بومبيو فابرا (UPF) وقسم الطب وعلوم الحياة (MELIS) في UPF يبحث في التراث الجيني لجنس الدينيسوفان المنقرض في الإنسان الحديث، وقد حدد أحد أكثر القرائن انتشارًا. وجدت فرق الباحثين الرئيسيين في IBE إيلينا بوش والباحث الرئيسي في MELIS-UPF روبن فيسنتي أن هذا التكيف الجيني ساعد سكان الأجداد. العاقل حسب البرد.
ربما يكون المتغير الملحوظ، الذي يشارك في تنظيم الزنك ودوره في التمثيل الغذائي الخلوي، قد جعل الإنسان الحديث عرضة للاضطرابات النفسية مثل الاكتئاب أو الفصام.
قد يمثل التباين الوراثي في تنظيم الزنك ميزة تطورية
إن كيفية تشكيل التكيف للتنوع الجيني الحالي في التجمعات البشرية هو أمر ذو أهمية كبيرة في علم الوراثة التطورية.
انطلاقًا من هذا السؤال، حددت مجموعة إيلينا بوش تباينًا تكيفيًا بين المجموعات البشرية الحالية في جزء من الجينوم الخاص بنا والذي يشبه إلى حد كبير جينوم مجموعة أسلاف منقرضة: الدينيسوفان.
التوزيع الجغرافي للبدائل المحددة في جين SLC30A9 في المجموعات البشرية الحالية والسيناريوهات المحتملة لمقدمة الدينيسوفان. يتوافق SLC30A9 مع نسخة الجين قبل التهجين بين أسلاف الدينيسوفان والعاقل. يمثل متغير SLC30A9 نسخة مشتركة مع الدينيسوفان. ائتمان: خورخي جارسيا وإيلينا بوش. مرخص بموجب المشاع الإبداعي 4.0. تم إنشاؤها على الخريطة.
تقول آنا روكا همبرت، المؤلفة الأولى المشاركة في الدراسة: “من خلال التحليل الجيني، فإن التنوع الجيني الذي لاحظناه يأتي من تزاوجنا مع البشر البدائيين في الماضي، وربما مع إنسان دينيسوفان”. ولأن هؤلاء الأشخاص كانوا يفتقرون إلى هذه الطفرة، فقد رفضت المجموعة تراث النياندرتال.
“على ما يبدو، كان التغيير مفيدًا وأثبت أنه ميزة انتقائية للبشر. ونتيجة لذلك، ظهر هذا الاختلاف SLC30A9 يقول خورخي جارسيا كاليخا، المؤلف الأول المشارك للدراسة: “لقد تم اختيار الجين ووصل إلى العدد الحالي”.
يريد مختبر علم الوراثة السكانية التطوري، الذي يديره بوش، معرفة التغييرات التي يحدثها هذا الاختلاف الجيني من أصل دينيسوفان على المستوى الخلوي. “لقد اكتشفنا أن هذه الطفرة لها بالتأكيد آثار على نقل الزنك إلى الخلية، لذلك اتصلنا بمجموعة فيسينتي،” تتذكر إيلينا بوش، الباحثة الرئيسية في IBE والقائدة المشاركة في الدراسة.
تنظيم الزنك: مفتاح التكيف البارد
“اتصلت بي إيلينا لأن فريقها وجد تغييراً في أمينو حامض وباعتبارها ناقلًا للزنك، كان الأمر مختلفًا تمامًا بين شعوب أفريقيا وآسيا اليوم. ومن هنا، بدأنا نطرح على أنفسنا الأسئلة ونبحث عن الإجابات. واجهت مجموعته، في الفيزياء الحيوية لمجموعة الجهاز المناعي في مختبر الفسيولوجيا الجزيئية، التحدي التقني المتمثل في دراسة حركة الزنك داخل الخلايا.
توضيح أن جزءًا من الناقل يقع في الميتوكوندريا عن طريق التصوير المجهري STED فائق الدقة لخلايا HEZ293 المنقولة بواسطة ناقل الزنك ZnT9 (باللون الأخضر). بروتين الميتوكوندريا TOM 20 باللون الأرجواني وينتشر في الميتوكوندريا باللون الأبيض. الائتمان: روبين فيسنتي.
يعد الزنك، وهو عنصر تتبع أساسي لصحة الإنسان، بمثابة رسول مهم ينقل المعلومات من خارج الخلايا إلى داخلها وبين الأجزاء الخلوية المختلفة. يسبب نقص الزنك اضطرابات تنموية وعصبية ومناعية، على الرغم من أن “تنظيمه لا يزال قيد الدراسة بشكل سيئ بسبب عدم وجود أدوات جزيئية لمتابعة تدفق الزنك”.
وجد مختبر فيسنتي أن الاختلاف الملحوظ يسبب توازنًا جديدًا للزنك داخل الخلية، مما يعزز التغيير في عملية التمثيل الغذائي. ومن خلال تغيير الشبكة الإندوبلازمية والميتوكوندريا في الخلايا، يمنح هذا البديل ميزة استقلابية محتملة للتعامل مع المناخ المعادي. يؤكد فيسنتي أن “النمط الظاهري المرصود يقودنا إلى التفكير في التكيف المحتمل مع البرد”.
قد يؤثر التراث الوراثي الدينيسوفان على الصحة العقلية لدى السكان الأوروبيين والآسيويين
ويشارك نقل الزنك أيضًا في الجهاز العصبي الإثارة، وتلعب دوراً في التوازن النفسي للإنسان وصحته.
ويشير الفريق إلى أن الاختلاف في ناقل الزنك، والذي يتم التعبير عنه في جميع أنسجة الجسم، يرتبط بزيادة الاستعداد للمعاناة من بعض الأمراض النفسية. فقدان الشهية العصبي, اضطراب فرط النشاط, اضطراب طيف التوحداضطراب ثنائي القطب، والاكتئاب، والوسواس القهري، والفصام.
يقول فيسينتي: “في المستقبل، قد يؤدي توسيع نطاق هذه الدراسة لتشمل النماذج الحيوانية إلى تسليط الضوء على هذا الاستعداد للإصابة بالأمراض العقلية”.
لقد ترك التنوع الوراثي علامة عالمية، باستثناء أفريقيا
تم إنشاء هذا الاختلاف في آسيا نتيجة التهجين بين الدينيسوفان و العاقل، والتي انتشرت أيضًا إلى السكان الأوروبيين والأمريكيين الأصليين. في الواقع، فهو موجود بين السكان في جميع أنحاء الكوكب، ولكن في حالة السكان الأفارقة، فهو أقل شيوعًا بكثير.
يقترح الفريق أن هذا قد يكون التكيف الجيني للدينيسوفان مع أكبر نطاق جغرافي تم اكتشافه حتى الآن. “على سبيل المثال، البديل إباس1 يسمح الجين الموروث من الدينيسوفان بالتكيف مع الحياة على ارتفاعات عالية، ولكنه موجود فقط في التبتيين. ومع ذلك، في حالتنا، يمتد التأثير إلى جميع السكان خارج أفريقيا”، يخلص بوش.
المرجع: “التكيف الوراثي البشري المتعلق بتوازن الزنك الخلوي” بقلم آنا روكا-همبرت، خورخي جارسيا-كاليجا، مارينا فوغل-غونزاليس، أليخاندرو فييرو-فيليجاس، جيرارد إيل-راجا، فيكتور هيريرا-فرنانديز، أنجانديز، أنجانديز، آنا روكا- همبرد جوتيريز، فيليكس كامبيلو، روبين فيسنتي وإيلينا بوش، 25 سبتمبر 2023، علم الوراثة بلوس.
دوى: 10.1371/journal.pgen.1010950
