Bad Chatty
New member
Günümüzde karbonhidratlar sıklıkla sağlıksız şişmanlatıcı yiyecekler olarak şeytanlaştırılıyor. Uzun zincirli şeker bileşikleri insanın evrimini yönlendirdi. Başarı genlerde gizli ve ABD'li araştırmacılar artık bunun nasıl ortaya çıktığını keşfettiler.
İster ekmek, makarna, mısır, patates veya pirinç olsun: Bu yiyecekler çiğnendiğinde ağızda hoş bir tatlılık hissi yaratır. Ve nişastalı yiyeceklere olan büyük sevginin eski bir miras olduğu anlaşılıyor: İnsanlık bunu 800.000 yıldan fazla bir süre önce geliştirdi çünkü karbonhidratlar bazı avantajları beraberinde getiriyordu. En azından ABD'li araştırmacılar tarafından yapılan ve sonuçları artık uzman dergisi “Science”da yayınlanan bir çalışmanın önerdiği şey budur.
Amilaz enzimi, karmaşık “nişasta zincirlerini” kısa şeker moleküllerine parçalamaktan sorumludur. Bu ağızda meydana gelir ve aynı zamanda pankreas tarafından da üretilir, buna uygun olarak AMY1 geni veya AMY2 geni çağrılır.
Bu enzimin planı, insanların ve bazı maymunların genomunda, her biri birden fazla kopyaya sahip olabilen çeşitli genlerde yerleşiktir. Bunların sayısı diğer memelileri de çok farklı şekilde etkiler; örneğin fareler ve köpekler iyi donanımlıdır, ancak kediler ve balinalar değildir.
İnsanların şempanze veya gorillerden daha fazla amilaz gen kopyasına sahip olduğu yıllardır biliniyor. Peki bu fark ne zaman ve neden ortaya çıktı? Peki insanlar neden bölgelerine göre farklılık gösteriyor? Bilim insanları insanın evrimiyle ilgili bu ve benzeri sorularla boğuşuyor ve artık bunlardan bazılarını yanıtlayabiliyorlar.
Evrimci biyolog Ömer Gökçümen, ekibiyle birlikte üzerinde çalıştığı mevcut çalışma hakkında yaptığı açıklamada, “Buradaki fikir, ne kadar çok amilaz genine sahipseniz, o kadar fazla amilaz üretebilir ve o kadar fazla nişastayı etkili bir şekilde sindirebilirsiniz” diye açıklıyor. Buffalo Üniversitesi işin içindeydi.
Amilazın, nişastayı glikoza parçalayan bir enzim olduğunu vurgulayan Gökcümen, aynı zamanda ekmeğe baştan çıkarıcı tadını da veren bir enzim olduğunu vurguladı. Bu nedenle daha önce, tahıl ürünleri sayesinde amilaz gen kopyalarının sayısının yalnızca tarımın gelişiyle arttığı varsayılmıştı.
Çalışma yazarları artık tükürük amilaz geni AMY1'in kökenlerini mümkün olduğunca kesin bir şekilde izlemek için çeşitli sıralama yöntemleri kullandılar. Bugünden farklı bölgelerden 98 kişinin genomu incelendi. Bu diziler daha sonra Neandertaller ve Denisovalılar da dahil olmak üzere 68 arkaik temsilcinin genetik bilgileriyle karşılaştırıldı. Analiz edilen örnekler arasında Romanya'dan 34.000 yıllık ve Sibirya'dan 45.000 yıllık bir örnek vardı.
Karşılaştırmalar, diğer şeylerin yanı sıra, tarımın ortaya çıkmasından önce erken avcı-toplayıcı kültürlerde genin birkaç kopyasının mevcut olduğunu gösterdi. Örneğin AMY1 geni Romanya örneğinde sekiz kez, Sibirya örneğinde ise altı kez mevcuttu. Avrasya'daki insanlar tahıl ve diğer nişastalı mahsulleri yetiştirmeden ve daha yüksek verimli çeşitler yetiştirmeden çok önce, dört ila sekiz AMY1 kopyasına sahipti.
Ancak Avrupa'daki örnekler evrimsel bir eğilimi yansıtıyor: Avcı-toplayıcıların yerleşik çiftçilere dönüştüğü “Neolitik Devrim” sırasında, AMY1 kopyalarının sayısı son 4000 yılda keskin bir şekilde arttı. Bu muhtemelen çiftçi kültürlerinin nişasta açısından zengin beslenmesiyle ilgilidir.
Gelişimi özetleyen Gökçümen, “Daha yüksek sayıda AMY1 kopyasına sahip bireyler muhtemelen nişastayı daha verimli bir şekilde sindirebildiler ve daha fazla yavru sahibi oldular” diyor. Bu diyetin hayatta kalma avantajı olduğu ortaya çıktı: “Uzun bir evrim dönemi boyunca onların soyları, daha düşük kopya sayısına sahip olanlardan daha iyi performans gösterdi ve böylece AMY1 kopyalarının sayısı arttı.”
20'ye kadar gen kopyası
Bu gözlem, yakın zamanda Nature dergisinde yayınlanan ve Berkeley'deki Kaliforniya Üniversitesi'ndeki bilim adamlarının önderlik ettiği bir çalışmanın sonuçlarıyla örtüşüyor. Amilaz evrimini anlamak için dünyanın her yerinden, şimdiki ve geçmiş zamanlara ait 5.600 kişinin genom verilerini incelediler.
AMY1'in 20'ye kadar kopyası bulundu; Okyanusya, Güney ve Doğu Asya'daki insanların hücre çekirdekleri özellikle iyi nüfuslanmıştır. A ve B versiyonları bulunan AMY2 geni durumunda, belgelenen aralık sıfırdan altıya veya ikiden yediye kadar kopyadır.
Avrupa'dan gelen verilere daha yakından bakıldığında, buradaki ortalama amilaz gen kopyası sayısının son 12.000 yılda o kadar önemli ölçüde arttığı ortaya çıktı ki, araştırmacılar “pozitif seçilimden” söz ediyor. Her üç genin de kopya sayısındaki varyasyonu “tipik olarak insan” olarak tanımlıyorlar.
Mevcut çalışmada bilim insanları, inceledikleri Neandertal ve Denisovan genomlarında bile amilaz planının birkaç kopyasının zaten bulunduğunu buldu. Farmington, Connecticut'taki Jackson Genomik Tıp Laboratuvarı'ndan (JAX) Kwondo Kim, “Bu, AMY1 geninin ilk kez 800.000 yıldan daha uzun bir süre önce kopyalanmış olabileceğini gösteriyor” dedi. Yani Neandertallerin ve Homo sapienslerin soyu ayrılmadan önce bile, hem de önceden varsayıldığından çok daha önce.
Gökçümen, “Genomlarımızdaki ilk kopyalar, amilaz bölgesindeki kritik varyasyonların temelini attı ve yeni teknolojiler ve yaşam tarzlarının ortaya çıkmasıyla birlikte nişasta tüketimi dramatik bir şekilde arttıkça insanların değişen beslenme biçimlerine uyum sağlamasına olanak sağladı” diye ekliyor.
Aslında AMY1 kopyalarının sayısındaki esneklik, yeni diyetlere, özellikle de nişasta açısından zengin olanlara uyum sağlama konusunda bir avantaj sunuyordu. AMY1'in ilk kopyalanması, daha sonra Homo sapiens türünü şekillendirecek bir genetik fırsat yarattı. Binlerce yıl boyunca tüm kıtalara yayılmış ve çok çeşitli yaşam koşullarına uyum sağlamak zorunda kalmıştır.
Gökçümen'in daha önce yaptığı araştırmalar, amilazla ilgili evrimsel değişikliklerin farklı hayvan türlerinde bağımsız olarak ortaya çıkmış olabileceğini öne sürüyor. Hem amilaz geninin kopyalanması hem de tükürükte amilaz üretme yeteneği. Bilim insanları bu olguyu yakınsak evrim olarak adlandırıyor; bu genellikle özellikle yararlı bir adaptasyona işaret ediyor.
JAX araştırmacısı Feyza Yılmaz, “AMY1 kopya sayısı varyasyonunun insan evriminde oynadığı anahtar rol göz önüne alındığında, bu genetik varyasyon, bunun metabolik sağlık üzerindeki etkisini keşfetmek için heyecan verici bir fırsat sunuyor” diyor.
Nişasta sindirimi ve glikoz metabolizmasında rol oynayan mekanizmalar da ortaya çıkarılabilir. Seçimin etkileri ve zamanlaması üzerine gelecekte yapılacak çalışmalar insan genetiği, beslenmesi ve sağlığı konusunda önemli bilgiler sağlayabilir.
Bölüm başkanı olarak Sonja Kastilan kendini “bilgiye” adamıştır ve tıp ve yaşam bilimleri konularını takip etmektedir: AIDS evrimsel biyoloji ve genetik analizden kök hücrelere ve Zika'ya kadar.
dpa'lı
İster ekmek, makarna, mısır, patates veya pirinç olsun: Bu yiyecekler çiğnendiğinde ağızda hoş bir tatlılık hissi yaratır. Ve nişastalı yiyeceklere olan büyük sevginin eski bir miras olduğu anlaşılıyor: İnsanlık bunu 800.000 yıldan fazla bir süre önce geliştirdi çünkü karbonhidratlar bazı avantajları beraberinde getiriyordu. En azından ABD'li araştırmacılar tarafından yapılan ve sonuçları artık uzman dergisi “Science”da yayınlanan bir çalışmanın önerdiği şey budur.
Amilaz enzimi, karmaşık “nişasta zincirlerini” kısa şeker moleküllerine parçalamaktan sorumludur. Bu ağızda meydana gelir ve aynı zamanda pankreas tarafından da üretilir, buna uygun olarak AMY1 geni veya AMY2 geni çağrılır.
Bu enzimin planı, insanların ve bazı maymunların genomunda, her biri birden fazla kopyaya sahip olabilen çeşitli genlerde yerleşiktir. Bunların sayısı diğer memelileri de çok farklı şekilde etkiler; örneğin fareler ve köpekler iyi donanımlıdır, ancak kediler ve balinalar değildir.
İnsanların şempanze veya gorillerden daha fazla amilaz gen kopyasına sahip olduğu yıllardır biliniyor. Peki bu fark ne zaman ve neden ortaya çıktı? Peki insanlar neden bölgelerine göre farklılık gösteriyor? Bilim insanları insanın evrimiyle ilgili bu ve benzeri sorularla boğuşuyor ve artık bunlardan bazılarını yanıtlayabiliyorlar.
Evrimci biyolog Ömer Gökçümen, ekibiyle birlikte üzerinde çalıştığı mevcut çalışma hakkında yaptığı açıklamada, “Buradaki fikir, ne kadar çok amilaz genine sahipseniz, o kadar fazla amilaz üretebilir ve o kadar fazla nişastayı etkili bir şekilde sindirebilirsiniz” diye açıklıyor. Buffalo Üniversitesi işin içindeydi.
Amilazın, nişastayı glikoza parçalayan bir enzim olduğunu vurgulayan Gökcümen, aynı zamanda ekmeğe baştan çıkarıcı tadını da veren bir enzim olduğunu vurguladı. Bu nedenle daha önce, tahıl ürünleri sayesinde amilaz gen kopyalarının sayısının yalnızca tarımın gelişiyle arttığı varsayılmıştı.
Çalışma yazarları artık tükürük amilaz geni AMY1'in kökenlerini mümkün olduğunca kesin bir şekilde izlemek için çeşitli sıralama yöntemleri kullandılar. Bugünden farklı bölgelerden 98 kişinin genomu incelendi. Bu diziler daha sonra Neandertaller ve Denisovalılar da dahil olmak üzere 68 arkaik temsilcinin genetik bilgileriyle karşılaştırıldı. Analiz edilen örnekler arasında Romanya'dan 34.000 yıllık ve Sibirya'dan 45.000 yıllık bir örnek vardı.
Karşılaştırmalar, diğer şeylerin yanı sıra, tarımın ortaya çıkmasından önce erken avcı-toplayıcı kültürlerde genin birkaç kopyasının mevcut olduğunu gösterdi. Örneğin AMY1 geni Romanya örneğinde sekiz kez, Sibirya örneğinde ise altı kez mevcuttu. Avrasya'daki insanlar tahıl ve diğer nişastalı mahsulleri yetiştirmeden ve daha yüksek verimli çeşitler yetiştirmeden çok önce, dört ila sekiz AMY1 kopyasına sahipti.
Ancak Avrupa'daki örnekler evrimsel bir eğilimi yansıtıyor: Avcı-toplayıcıların yerleşik çiftçilere dönüştüğü “Neolitik Devrim” sırasında, AMY1 kopyalarının sayısı son 4000 yılda keskin bir şekilde arttı. Bu muhtemelen çiftçi kültürlerinin nişasta açısından zengin beslenmesiyle ilgilidir.
Gelişimi özetleyen Gökçümen, “Daha yüksek sayıda AMY1 kopyasına sahip bireyler muhtemelen nişastayı daha verimli bir şekilde sindirebildiler ve daha fazla yavru sahibi oldular” diyor. Bu diyetin hayatta kalma avantajı olduğu ortaya çıktı: “Uzun bir evrim dönemi boyunca onların soyları, daha düşük kopya sayısına sahip olanlardan daha iyi performans gösterdi ve böylece AMY1 kopyalarının sayısı arttı.”
20'ye kadar gen kopyası
Bu gözlem, yakın zamanda Nature dergisinde yayınlanan ve Berkeley'deki Kaliforniya Üniversitesi'ndeki bilim adamlarının önderlik ettiği bir çalışmanın sonuçlarıyla örtüşüyor. Amilaz evrimini anlamak için dünyanın her yerinden, şimdiki ve geçmiş zamanlara ait 5.600 kişinin genom verilerini incelediler.
AMY1'in 20'ye kadar kopyası bulundu; Okyanusya, Güney ve Doğu Asya'daki insanların hücre çekirdekleri özellikle iyi nüfuslanmıştır. A ve B versiyonları bulunan AMY2 geni durumunda, belgelenen aralık sıfırdan altıya veya ikiden yediye kadar kopyadır.
Avrupa'dan gelen verilere daha yakından bakıldığında, buradaki ortalama amilaz gen kopyası sayısının son 12.000 yılda o kadar önemli ölçüde arttığı ortaya çıktı ki, araştırmacılar “pozitif seçilimden” söz ediyor. Her üç genin de kopya sayısındaki varyasyonu “tipik olarak insan” olarak tanımlıyorlar.
Mevcut çalışmada bilim insanları, inceledikleri Neandertal ve Denisovan genomlarında bile amilaz planının birkaç kopyasının zaten bulunduğunu buldu. Farmington, Connecticut'taki Jackson Genomik Tıp Laboratuvarı'ndan (JAX) Kwondo Kim, “Bu, AMY1 geninin ilk kez 800.000 yıldan daha uzun bir süre önce kopyalanmış olabileceğini gösteriyor” dedi. Yani Neandertallerin ve Homo sapienslerin soyu ayrılmadan önce bile, hem de önceden varsayıldığından çok daha önce.
Gökçümen, “Genomlarımızdaki ilk kopyalar, amilaz bölgesindeki kritik varyasyonların temelini attı ve yeni teknolojiler ve yaşam tarzlarının ortaya çıkmasıyla birlikte nişasta tüketimi dramatik bir şekilde arttıkça insanların değişen beslenme biçimlerine uyum sağlamasına olanak sağladı” diye ekliyor.
Aslında AMY1 kopyalarının sayısındaki esneklik, yeni diyetlere, özellikle de nişasta açısından zengin olanlara uyum sağlama konusunda bir avantaj sunuyordu. AMY1'in ilk kopyalanması, daha sonra Homo sapiens türünü şekillendirecek bir genetik fırsat yarattı. Binlerce yıl boyunca tüm kıtalara yayılmış ve çok çeşitli yaşam koşullarına uyum sağlamak zorunda kalmıştır.
Gökçümen'in daha önce yaptığı araştırmalar, amilazla ilgili evrimsel değişikliklerin farklı hayvan türlerinde bağımsız olarak ortaya çıkmış olabileceğini öne sürüyor. Hem amilaz geninin kopyalanması hem de tükürükte amilaz üretme yeteneği. Bilim insanları bu olguyu yakınsak evrim olarak adlandırıyor; bu genellikle özellikle yararlı bir adaptasyona işaret ediyor.
JAX araştırmacısı Feyza Yılmaz, “AMY1 kopya sayısı varyasyonunun insan evriminde oynadığı anahtar rol göz önüne alındığında, bu genetik varyasyon, bunun metabolik sağlık üzerindeki etkisini keşfetmek için heyecan verici bir fırsat sunuyor” diyor.
Nişasta sindirimi ve glikoz metabolizmasında rol oynayan mekanizmalar da ortaya çıkarılabilir. Seçimin etkileri ve zamanlaması üzerine gelecekte yapılacak çalışmalar insan genetiği, beslenmesi ve sağlığı konusunda önemli bilgiler sağlayabilir.
Bölüm başkanı olarak Sonja Kastilan kendini “bilgiye” adamıştır ve tıp ve yaşam bilimleri konularını takip etmektedir: AIDS evrimsel biyoloji ve genetik analizden kök hücrelere ve Zika'ya kadar.
dpa'lı