Carbohidrații și Rădăcinile Lor Evolutive

Carbohidrații sunt adesea considerați esențiali în alimentația noastră, dar de ce ne atrag atât de mult? Un studiu recent condus de Universitatea din Buffalo și Jackson Laboratory a adus la lumină originile adânci ale plăcerii noastre pentru acești nutrienți, indicând că aceste preferințe ar putea să își aibă rădăcinile în ADN-ul nostru străvechi, chiar dinainte de dezvoltarea agriculturii. De mult timp, se știe că oamenii au mai multe copii ale unei gene care le permite să descompună amidonul complex încă din gură, un prim pas în metabolizarea alimentelor bogate în carbohidrați, cum ar fi pâinea și pastele. Totuși, a fost o provocare pentru cercetători să stabilească cu exactitate cum și când a avut loc această creștere a numărului de gene.

Studiul a arătat că duplicările timpurii ale genei amilazei salivare, cunoscută sub denumirea de AMY1, au fost cruciale în pregătirea terenului pentru variația genetică pe care o observăm astăzi, influențând modul în care digerăm eficient alimentele bogate în amidon. Omer Gokcumen, autor principal al studiului și profesor la Departamentul de Științe Biologice din cadrul UB, a explicat că „cu cât ai mai multe gene de amilază, cu atât poți produce mai multă amilază și digera mai eficient amidonul”. Această enzimă nu doar că descompune amidonul în glucoză, dar îi conferă și pâinii acel gust caracteristic pe care mulți îl îndrăgesc.

Echipa de cercetare a folosit metode avansate, cum ar fi cartografierea optică a genomului și secvențierea de lungă durată, pentru a explora detalii despre gena AMY1. Această tehnică le-a permis să obțină o imagine mult mai clară asupra evoluției duplicărilor acestei gene, depășind dificultățile întâmpinate de metodele tradiționale de secvențiere scurtă. Analizând genomurile a 68 de oameni străvechi, inclusiv o mostră de 45.000 de ani din Siberia, cercetătorii au descoperit că vânătorii-culegători, care trăiau cu mult înainte de agricultură, aveau deja între patru și opt copii ale genei AMY1 per celulă diploidă. Aceasta sugerează că oamenii aveau deja o mare variație a numărului de copii ai genei AMY1, chiar înainte de domesticația plantelor și consumul masiv de amidon.

De asemenea, studiul a relevat că duplicările genei AMY1 au avut loc și în rândul neanderthalienilor și denisovanilor, ceea ce indică faptul că aceste modificări genetice ar putea să fi apărut cu peste 800.000 de ani în urmă, înainte ca oamenii moderni să se despartă de neanderthalieni. „După prima duplicare, care a condus la trei copii de AMY1 într-o celulă, locusul amilazei a devenit instabil și a început să creeze noi variații”, a explicat Charikleia Karageorgiou, una dintre autoarele studiului de la UB.

Pe lângă acest aspect, cercetarea a examinat și impactul agriculturii asupra variației AMY1. Fermierii europeni au observat o creștere a numărului mediu de copii AMY1 în ultimii 4.000 de ani, probabil datorită dietei lor bogate în amidon. Aceste descoperiri sunt în concordanță cu un studiu anterioară de la Universitatea din California, Berkeley, care a arătat că oamenii din Europa și-au extins numărul mediu de copii AMY1 de la patru la șapte în ultimii 12.000 de ani.

Variabilitatea genetică a genei AMY1 oferă o oportunitate interesantă de a explora cum această adaptare evolutivă poate influența sănătatea metabolică a oamenilor. În plus, cercetarea subliniază rolul esențial al carbohidraților în alimentația umană, punând în evidență interconexiunea dintre evoluție, dietă și preferințele noastre alimentare moderne.