Приспособленность к холоду и мигрень управляются одним геном?

Согласно опубликованному исследованию, у людей, которые живут в более высоких широтах, есть разновидность гена TRPM8, который отвечает за чувствительность к низким температурам, и одновременно за образование мигрени.

Разновидность этого гена, который обуславливает восприимчивость к низким температурам, стала более распространенной в то время, когда ранние люди мигрировали из Африки в более холодный климат между 20 000 и 30 000 лет назад, гласит исследование, опубликованное 3 мая в PLOS Genetics.

Преимущество, предоставляемое этим вариантом гена, не является окончательно известным, но исследователи подозревают, что он влияет на уровни экспрессии гена, что, в свою очередь, влияет на степень чувствительности к холоду.

Наблюдаемая картина естественного отбора отчетливо указывает на то, что аллель был полезен, но это преимущество имело негативный эффект в виде высокого риска получения мигрени.

«Эта статья является последней в серии статей, в которых показано, что люди действительно адаптировались к различным условиям после того, как некоторые из наших предков мигрировали из Африки», - объясняет эволюционный генетик Расмус Нислен (Rasmus Nieslen) ( University of California, Berkeley) который не участвовал в изучении. «Существует ряд приспособлений, связанных с переходом в арктический климат, но нет такого, который так сильно связан с холодом, как этот ген », - добавляет он.

Хотя исследования продемонстрировали некоторые яркие примеры недавней адаптации человека, например, предотвращение инфекционных заболеваний, таких как малярия или способность переваривать молоко, относительно мало известно о реакциях организма в процессе эволюции на факторы окружающей среды, такие как температура и климат.

«Очевидно, что люди долгое время жили в Африке, и одним из важнейших факторов, который оказал основное влияние на миграцию в северные широты, была температура», - объясняет популяционный генетик Аида Андрес (Aida Andres).

Таким образом, она и Феликс Ки,( Max Planck Institute in Leipzig) воздействовали на геном TRPM8, кодирующего катионный канал в нейронах, которые иннервируют кожу. Он активируется холодными температурами и необходим для измерения холода и терморегуляции. И он выглядит хорошим кандидатом в качестве регулятора адаптации к холоду.

Используя набор данных 1000 геномов и группу разнообразия геномов Саймона, ученые исследовали варианты этого гена в популяциях по всей Африке, Европе и Азии. Они обнаружили, что один нуклеотидный полиморфизм (SNP) в регуляторной области гена TRPM8 был «сильно дифференцирован между различными популяциями в мире», - говорит Андрес, и генотип коррелирует с широтой: 5 процентов людей с нигерийской родословной, по сравнению с 88 процентами людей с финской родословной, несут адаптированный к холоду вариант.

Используя модели популяционной генетики, исследователи предположили, что адаптированный к холоду аллель уже существовал у предков африканского населения и что он стал более распространенным, когда люди мигрировали на север. По словам Аиды Андрес, географическая картина согласуется с позитивным выбором для SNP на более высоких широтах.

«Одна из интересных особенностей этой аллели заключается в том, что она относительно распространена у людей живущих в Европе, чем в Азии, находящихся на одной и той же широте», - отмечает антрополог Джон Хокс (University of Wisconsin-Madison). «Мы не знаем, почему это должно быть. Может быть, здесь есть исторический фактор, который еще не понят».

Чтобы выяснить, когда был сделан выбор по этому варианту гена, исследователи искали SNP в геномах из древних останков охотников-собирателей или фермеров, которые жили 3000-8000 лет назад в Евразии. Оказалось, что аллель была уже распространена среди этих групп не менее 3000 лет назад.

«Отбор - это улучшение вида,- говорит Джон Хоукс. «Он не улучшает здоровье в целом, так иногда признаки обусловлены отбором и у них есть некоторые побочные воздействия. Это, по-видимому, случай, когда ген обусловлен высокой частотой отбора при адаптации к холоду, и это может иметь негативный побочный эффект в виде повышения восприимчивости к мигрени».

Возможно, что обратная сторона наличия холодо - адаптивной аллели TRPM8 является современным явлением, и что риск возникновения мигрени не проявлялся до недавнего времени, поскольку окружающая среда изменилась, говорит Нислен.