Хорошо известно, что процесс переваривания пищи начинается уже во рту при помощи особых ферментов, содержащихся в слюне. Один из них, амилаза, помогает расщеплению крахмала, которым богаты зерновые продукты и некоторые корнеплоды.
Как поясняет публикация в Science, за синтез амилазы в слюне отвечает ген AMY1. Любопытно, что в ДНК современных людей нередко встречаются сразу три его копии. Американские ученые выяснили, что данную особенность наши предки обрели около 800 тысяч лет назад, еще до того, как произошло разделение с денисовцами и неандертальцами. А позже, в бронзовом веке, у европейских земледельцев произошел эволюционный всплеск с геном амилазы.
Амилаза призвана расщеплять молекулы крахмала на более простые сахара. Особенность этого процесса у гоминидов в том, что он начинается во рту и продолжается в поджелудочной железе. Неожиданно большое число у людей копий гена AMY1, что отвечает за продуцирование амилазы слюной, ученые связывают с адаптаций к земледелию, давшему возможность человеку потреблять богатую крахмалом пищу.
Биологи из Университета штата Нью-Йорк в Буффало использовали метод оптического картирования генома и секвенирования «длинного считывания». Эти прорывные методики дали возможность прочесть участок ДНК с большой детализацией, различая копии.
Исследователями были проанализированы геномы 68 древних людей. Наиболее старый образец из Сибири (45 тысяч лет) обладал шестью копиями AMY1 на диплоидную клетку, а в древнейшем геном из Румынии возрастом 34 тысячи лет оказалось восемь копий. То есть, в Евразии до прихода туда земледелия было велико разнообразие числа копий AMY1.
Как появляются копии участков ДНК? В ходе дупликации, то есть, перестройки хромосомы. Из восьми архаичных геномов, что были исследованы в работе, несколько копий AMY1 оказались у восточных и западных неандертальцев и одного денисовского человека.
Дупликация гена амилазы помогла людям приспособиться к меняющемуся рациону питания. В итоге в человеческом геноме закрепились три копии AMY1. Позже данный участок хромосомы обрел нестабильность и стал создавать новые вариации. В последние 4000 лет у европейцев случился всплеск среднего числа копий гена амилазы. Ученые считают, что это связано с распространением земледелия и переходом рацион, богатый крахмалом.
