Unsere Studie ist die erste, die ein Insertionsallel mit einer vegetarischen Ernährung und das Deletionsallel mit einer Meeresdiät verbindet.
Eine genetische Variation hat sich in Populationen entwickelt, die eine pflanzliche Ernährung über Hunderte von Generationen hinweg gegessen haben, wie in Indien, Afrika und Teilen Ostasiens.
Eine andere Version des Allels, das an eine Meeresdiät angepasst ist, wurde bei den Inuit-Leuten in Grönland entdeckt, die hauptsächlich Meeresfrüchte verzehren.
Die Anpassung ermöglicht diesen Menschen, Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren effizient zu verarbeiten und sie in Verbindungen umzuwandeln, die für die frühe Entwicklung des Gehirns und zur Bekämpfung von Entzündungen essentiell sind.
In Inuit-Populationen von Grönland ist eine zuvor identifizierte Anpassung entgegengesetzt zu derjenigen, die in den langjährigen vegetarischen Populationen gefunden wurde: Während das vegetarische Allel eine Insertion von 22-Basen (eine Base ist ein Baustein der DNA) innerhalb des Gens aufweist, ist diese Insertion wurde gefunden, um im Seafood Allel gelöscht zu werden.
"Das entgegengesetzte Allel treibt wahrscheinlich die Anpassung in Inuit voran", sagt Kaixiong Ye, Postdoktorand im Labor von Alon Keinan, außerordentlicher Professor für biologische Statistik und Computerbiologie an der Cornell University.
"Unsere Studie ist die erste, die ein Insertionsallel mit einer vegetarischen Ernährung und das Deletionsallel mit einer Meeresdiät verbindet", sagt Ye.
"Es ist das interessanteste Beispiel für lokale Anpassung, zu der ich das Glück hatte zu lernen", sagt Keinan. "Mehrere Studien haben auf die Anpassung in dieser Region des Genoms hingewiesen. Unsere Analysen zeigen zusammen, dass die Anpassung durch die Einführung eines kleinen DNA-Stücks erfolgt, von dem wir wissen, dass es funktioniert. Wenn es die grönländische Inuit mit ihrer Omega-3-reichen Ernährung auf der Basis von Meeresfrüchten erreicht hat, könnte das schädlich gewesen sein. "
FADS1 und FADS2 sind Enzyme, die essentiell für die Umwandlung von Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren in nachgeschaltete Produkte sind, die für die Entwicklung des Gehirns und die Kontrolle der Entzündung benötigt werden. Fleisch- und Meeresfrüchteesser benötigen weniger erhöhte FADS1- und FADS2-Enzyme, um eine richtige Ernährung zu erhalten, da ihr Omega-3- und Omega-6-Fettsäure-Umwandlungsprozess einfacher ist und weniger Schritte erfordert.
Personalisierte Ernährung
veröffentlicht in der Zeitschrift Molekularbiologie und EvolutionDie neue Studie basiert auf früheren Arbeiten von Tom Brenna, Professor für menschliche Ernährung und Chemie, der gezeigt hat, dass die Insertion die Expression von FADS1 und FADS2 regulieren kann, und vermutet, dass dies eine Anpassung in vegetarischen Populationen sein könnte.
Forscher analysierten Frequenzen des vegetarischen Allels in 234 hauptsächlich vegetarische Inder und 311 US Einzelpersonen und fanden das vegetarische Allel in 68 Prozent der Inder und in nur 18 Prozent der Amerikaner. Eine Analyse mit Daten aus dem 1,000 Genomes-Projekt ergab ebenfalls das vegetarische Allel in 70-Prozent der Südasiaten, 53-Prozent der Afrikaner, 29-Prozent der Ostasiaten und 17-Prozent der Europäer.
"Die Nordeuropäer haben eine lange Tradition, Milch zu trinken, und sie absorbierten genug Endprodukte aus Milch für den Stoffwechsel der langkettigen Fettsäuren, so dass sie die Fähigkeit zur Synthese dieser Fettsäuren aus Vorstufen nicht erhöhen müssen", sagt Ye.
"Eine Implikation unserer Studie ist, dass wir diese genomische Information verwenden können, um zu versuchen, unsere Ernährung so anzupassen, dass sie mit unserem Genom übereinstimmt, das personalisierte Ernährung genannt wird."
Die Forscher sind sich noch nicht sicher, wann die Adaption zum ersten Mal stattgefunden hat, da Analysen des Schimpansen- oder Orang-Utan-Genoms das vegetarische Allel nicht aufgedeckt haben. Aber es gibt Beweise für das Allel im frühen Hominiden-Neandertaler- und Denisovan-Genom.
"Es ist möglich, dass in der Geschichte der menschlichen Evolution, wenn Menschen in andere Umgebungen wanderten, sie manchmal eine pflanzliche Ernährung aßen und manchmal aßen sie eine Nahrung auf Meeresbasis, und zu verschiedenen Zeiten waren diese verschiedenen Allele adaptiv" Die Allele neigen dazu, sich unter dem Druck der Ernährung zu entwickeln.
Die National Institutes of Health und das US-Landwirtschaftsministerium finanzierten die Arbeit.
Quelle: Cornell University
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