Судьбоносный сахар

Сиаловые кислоты содержатся в оболочке клеток и играют важную роль в их взаимоотношениях с внешней средой — в частности, в распознавании иммунной системой чужеродных тел. В течение миллионов лет общие предки человека и человекообразных обезьян имели в оболочке своих клеток одну и ту же сиаловую кислоту — N-гликолинейраминовую, или Neu5Gc. Однако затем по какой-то причине, возможно, связанной с влиянием малярии, у части гоминид она заменилась на другую кислоту, Neu5Ac. При этом Neu5Gc стала восприниматься иммунной системой наших предков как чужеродное вещество, подлежащее уничтожению.

Эта замена сыграла огромную роль в половом отборе. Чтобы продемонстрировать это, американские учёные сначала в пробирке «натравили» человеческие антитела на обезьянью сперму. Сперматозоиды, имевшие в оболочке Neu5Gc (а таких было больше половины), были немедленно уничтожены. Затем биологи скрестили самок лабораторных мышей, генетически изменённых так, чтобы их иммунная система производила антитела против Neu5Gc, с «нормальными» самцами грызунов, чья сперма опять же, большей частью, была Neu5Gc-положительна. Результатом стало резкое снижение рождаемости.

По-видимому, нечто подобное произошло и у наших предков. «Со временем подобная несовместимость уменьшила процент особей с Neu5Gc в популяции, а затем и вовсе привела к их полному исчезновению, — говорит доктор Паскаль Ганьё (Pascal Gagneux), ведущий автор исследования. — Забавно, но наша модель показывает, что этот процесс ускоряется уже после небольшого снижения фертильности, а не 100%-ного её исчезновения».

Заметим, что при 100%-ном снижении фертильности, то есть способности к размножению, наши предки бы просто вымерли. Так что биологический механизм саморегуляции в данном случае спас род Homo. Игра же с заменой Neu5Gc на Neu5Ac в итоге, по-видимому, тогда стоила свеч, так как сделала наших предков более устойчивыми к малярии.

С другой стороны, ген, кодирующий сиаловую кислоту, сделал нас уязвимее для диабета — что также недавно выяснили биологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Этот интересный пример ещё раз показывает, что за всякое эволюционное преимущество нужно платить.