Теперь у нас есть научное обоснование того, почему мы так любим углеводы. Наши гены запрограммированы на то, чтобы мы могли наслаждаться крахмалистой пищей, и, возможно, наши предки были склонны к углеводному питанию ещё до появления современных Homo sapiens.
Уже известно, что ген амилазы слюны, известный как AMY1, сыграл ключевую роль в нашей адаптации к углеводной диете. Этот ген кодирует амилазу — фермент, который расщепляет крахмал, содержащийся в макаронах и хлебе, до глюкозы. Возможно, именно этот ген делает нас такими увлечёнными этими продуктами.
У людей есть несколько копий этого гена, что позволяет нам производить больше фермента. Однако исследователи из Университета Буффало и Лаборатории Джексона выяснили, что дополнительные копии этого гена появились задолго до того, как началось сельское хозяйство.
Составив карту геномов людей как из современных, так и из доземледельческих популяций, и используя секвенирование генов с длинными чтениями (метод, при котором длинные цепочки ДНК или РНК секвенируются сразу), команда обнаружила несколько копий AMY1 у людей, живших 45 000 лет назад, а также у наших предшественников — неандертальцев и денисовцев — более 800 000 лет назад.
Если гены подходят
Ген AMY1, который присутствует у всех приматов и активируется в околоушной слюнной железе, изначально существовал в единственном экземпляре и, как полагают, появился у общего предка человекообразных обезьян. Сейчас у нас есть несколько копий AMY1, которые возникли примерно 10 000 лет назад, когда люди начали заниматься сельским хозяйством и стали чаще употреблять крахмал.
Поскольку до сих пор не было известно, когда появились дополнительные копии AMY1, исследовательская группа составила карту и секвенировала геномы 98 человек из различных древних и современных популяций. Цель исследования заключалась в том, чтобы выяснить, увеличилось ли количество копий примерно в то же время, когда многие охотники-собиратели перешли к земледелию.
Анализ древних и современных геномов человека, а также геномов наших ближайших родственников, выявил общий гаплотип, представляющий собой группу аллелей (различных форм гена), унаследованных от одного родителя. Этот гаплотип содержит три копии гена AMY1 и был обнаружен в образцах, собранных до нашей миграции из Африки. Также существуют гаплотипы с большим количеством копий гена.
«Это наблюдение согласуется с недавними свидетельствами того, что неандертальцы употребляли в пищу крахмал, и, возможно, доступность варёного крахмала для древних гоминидов стала возможной благодаря одомашниванию огня», — заявили исследователи в исследовании, недавно опубликованном в журнале Science.
Из восьми изученных геномов несколько копий AMY1 были обнаружены в двух геномах восточных неандертальцев, в одном геноме западного неандертальца и в одном геноме денисовца. Однако точная причина появления этих дополнительных копий до сих пор остаётся неизвестной. Команда исследователей предполагает, что сам ген был вариабелен по количеству копий, то есть количество копий в популяции могло варьироваться от человека к человеку. Эта вариативность, вероятно, возникла до того, как люди отделились от неандертальцев и денисовцев.
С зерном
По мнению исследователей, увеличение количества копий гена AMY1 в геномах людей было неизбежным шагом на пути к созданию сельскохозяйственных обществ. Сельское хозяйство подразумевает употребление зерновых и других продуктов, богатых крахмалом, а возможность их обработки делает возможным потребление углеводов.
Данные, представленные в этом исследовании, подтверждают эту теорию. Команда «обнаружила общую тенденцию, согласно которой количество копий гена AMY1 значительно выше среди образцов, найденных в археологических сельскохозяйственных поселениях, по сравнению с образцами, найденными в поселениях охотников-собирателей», как они сами написали в том же исследовании.
Уже в геномах людей, живших до появления сельского хозяйства, было от четырёх до восьми копий этого гена. Считается, что вариативность возникла из-за того, что группы людей экспериментировали с методами обработки продуктов питания, например, перемалывали дикие злаки в муку. Количество копий AMY1 довольно стабильно увеличивалось с досельскохозяйственного периода до появления сельского хозяйства. Было обнаружено, что у представителей популяций, которые в процессе перехода к сельскому хозяйству (около 16 100–8 500 лет назад) имели примерно такое же количество копий AMY1, как и охотники-собиратели в то время.
У людей, живших после 8500 лет назад в более развитых сельскохозяйственных обществах, было больше копий гена, что свидетельствует об адаптации к рациону с высоким содержанием углеводов. Сельское хозяйство продолжало развиваться, и за последние 4000 лет количество копий AMY1 значительно увеличилось. У современных людей от двух до 15 копий.
Дальнейшие исследования могут помочь понять, как генетические вариации количества копий гена AMY1 влияют на метаболизм крахмала, в том числе при таких заболеваниях, как аллергия на глютен и целиакия, а также на общее состояние обмена веществ.
Можем ли мы действительно винить AMY1 и амилазу в том, что нам хочется углеводов? Отчасти. Количество копий AMY1 в геноме человека определяет не только способность усваивать крахмал, но и влияет на то, как он нам кажется на вкус, и, возможно, именно поэтому мы отдаём ему предпочтение. Может быть, мы наконец-то перестанем демонизировать хлеб.