BRITANI E MADHE- Ndryshimet në gjenet tona që kur paraardhësit tanë dhe majmunët evoluan nga një paraardhës i përbashkët na ndihmuan të zhvillonim trurin më të madh dhe të ecnim drejt. Por a kishin ndryshimet edhe anë negative?
Gjatë 15 milionë viteve të fundit, paraardhësit tanë morën ndryshimet gjenetike që përfundimisht na bënë njerëz dhe na ndanë nga të afërmit tanë - shimpanzetë dhe majmunët e tjerë të mëdhenj. Truri i paraardhësve tanë u katërfishua në madhësi, duke lejuar fleksibilitet më të madh të sjelljes, ndërsa modifikimet në gjuhën dhe kordat vokale kontribuan në zhvillimin e të folurit. Njerëzit e lashtë fituan modifikime të skeletit, muskujve dhe nyjeve që i lejuan ata të ecnin drejt, të lëviznin nëpër distanca të mëdha.
Megjithatë, megjithëse këto ndryshime të shpejta gjenetike mund të na kenë ndihmuar dikur të përshtatemi me mjedisin tonë, shkencëtarët tani besojnë se ato mund të kenë rritur rrezikun e zhvillimit të sëmundjeve të tilla si Alzheimer, skizofrenia, çrregullimi bipolar, diabeti dhe osteoartriti.
Kur mendon se çfarë do të thotë të jesh njeri, një nga gjërat e para që të vjen ndër mend është bipedalizmi. Ecja drejt me dy këmbë u dha paraardhësve tanë një avantazh, duke i ndihmuar ata të mbanin ushqim dhe të përdornin mjete, si dhe të gjurmonin dhe gjuanin kafshët në distanca të gjata. Njerëzit evoluan aftësinë për të ecur me dy këmbë mjaft shpejt pas ndarjes së tyre nga paraardhësi i fundit i përbashkët i shimpanzeve. Në kohën kur Homo Erectus banonte në Afrikën Lindore 1.9 milionë vjet më parë, njerëzit ishin plotësisht dykëmbësh.
Megjithatë, disa përshtatje anatomike në gju ishin të nevojshme përpara se paraardhësit tanë të mund të ecnin me dy këmbë. Gjuri i njeriut është më i trashë se një shimpanze dhe i përforcuar nga shumë sipërfaqe kockore dhe kërce shtesë për ta bërë atë më të fortë.
"Lidhja e gjurit e shimpanzeve është krejtësisht e ndryshme nga e jona pasi ata janë këmbësorë me gishta - ata nuk ngrihen në dy këmbë dhe pesha e tyre shpërndahet ndryshe. Qendra jonë e masës është pikërisht mbi ijet tona, kështu që pesha shkon poshtë përmes këmbëve dhe gjunjëve tanë. Gjunjët tanë janë ndërtuar për të pasur peshën e ngarkuar drejt poshtë,"-thotë Terence D. Capellini, profesor i biologjisë evolucionare njerëzore në Universitetin e Harvardit.
Capellini beson se, duke qenë se gjuri është kaq i rëndësishëm për njerëzit, duhet të jetë e mundur të gjenden gjurmë të evolucionit të tij në gjenom. Në një studim të vitit 2020, ekipi i tij mori qelizat e kërcit nga zhvillimi i embrioneve të miut dhe njeriut. Kërc është marrë nga vendi i saktë, dhe në kohën e saktë, që gjuri ka filluar të zhvillohet dhe të formojë formën e tij në embrion. Më pas, ata renditën ADN-në e qelizave, duke kërkuar diçka të njohur si "rajone të përshpejtuara njerëzore", ose të njohura ndryshe si Hars.
Hars janë vende në gjenom ku sekuenca është saktësisht e njëjtë - ose shumë e ngjashme - te shimpanzetë, orangutanët dhe primatët e tjerë, por shumë e ndryshme te njerëzit. Me fjalë të tjera, ato janë vende të mira për të kërkuar "gjenet që na bënë njerëz".
Studimi i Capellini zbuloi një bollëk të Hars të vendosur në çelësat rregullator që kontrollojnë formën dhe biologjinë e gjurit në zhvillim. Në vend që të kodojnë drejtpërdrejt për proteinat, çelësat rregullator kontrollojnë shprehjen e gjeneve të tjera.
Pikërisht të njëjtat gjene që kontrollojnë formën e gjurit në embrionet në zhvillim u mutuan në pacientët me osteoartrit.
“Nëse një gjen është si një llambë, çelësi rregullator është si një çelës dritash”, thotë Capellini.
Si kontroll, ata gjithashtu renditën ADN-në e qelizave nga zona të tjera të skeletit në zhvillim, të tilla si bërryl, kyçin e këmbës dhe shpatullën. Shumë më pak Hars u gjetën në këto rajone. Kjo sugjeron që çelsat që kontrollojnë formën e gjurit iu nënshtruan evolucionit të shpejtë te njerëzit në krahasim me çelësat që kontrollojnë zonat e tjera të skeletit. Megjithatë, duket se pas këtij shpërthimi të evolucionit, çelsat pushuan së mutuari me shpejtësi. Kur Capellini shikoi gjenomet e njerëzve të gjallë, kishte shumë pak ndryshime gjenetike në këto "ndërprerëse të formës së gjurit". Kjo ka kuptim, sepse të paturit e një gjuri funksional ishte jetik për aftësinë e paraardhësve tanë për të ecur. Pasi evolucioni arriti në një formë të mirë të gjurit, ndryshimet e mëtejshme ishin të padëshirueshme.
Pra, çfarë lidhje ka kjo me sëmundjet njerëzore? Epo, në pjesën e fundit të enigmës, Capellini dhe studenti i tij i diplomuar Daniel Richard rishikuan studimet e mëparshme që kishin hartuar gjenomin e pacientëve me osteoartrit, një gjendje degjenerative që shkakton dhimbje dhe ngurtësimin e kyçeve. Ata zbuluan se të njëjtat gjenet që kontrollojnë formën e gjurit në embrionet në zhvillim kishin mutacion te pacientët me osteoartrit në krahasim me popullatën e përgjithshme. Me fjalë të tjera, të njëjtat gjene që na ndihmojnë të ecim në dy këmbë tani janë të lidhura me një rrezik të shtuar të zhvillimit të osteoartritit.
“Programet për ndërtimin e një gjuri i janë nënshtruar një përzgjedhjeje intensive për të ndërtuar një gju në mënyrë korrekte dhe mutacione të tjera të tepërta nuk tolerohen. Megjithatë ndonjëherë mutacionet e vogla. Dhe kjo biologji e ndryshuar është e tolerueshme kur je i ri, pasi ke një koordinim të fortë neuromuskular dhe mund të ecësh mirë. Por kur plakeni dhe keni shtuar pak peshë ose jeni pak më të dobët në muskuj, potencialisht këto ndryshime në formë fillojnë të ndikojnë.”
Truri më i madh
Njerëzit iu nënshtruan një sërë ndryshimesh të shpejta evolucionare që na lejuan të rritnim trurin, me më shumë neurone të përkushtuar ndaj korteksit të jashtëm cerebral - zona përgjegjëse për arsyetimin kognitiv të rendit më të lartë. Në fakt, madhësia e trurit të njeriut pothuajse u katërfishua në gjashtë milionë vjet që kur Homo sapiens kishte për herë të fundit një paraardhës të përbashkët me shimpanzetë.
Megjithatë, shumë nga ndryshimet gjenetike që mundësojnë këto ndryshime tani janë të lidhura me çrregullime të tilla si autizmi dhe skizofrenia, sipas hulumtimeve të fundit. Për shembull, në vitin 2018, dy ekipe studiuesish identifikuan një familje gjenesh, Notch2NL, duket se luan një rol të rëndësishëm në zhvillimin e korteksit tek njerëzit dhe mund të ketë qenë një forcë lëvizëse në evolucionin e trurit tonë të madh.
Rruga e sinjalizimit Notch është një sistem i lashtë i përdorur në të gjitha kafshët për të kontrolluar fatin e qelizave burimore në embrion, duke drejtuar nëse ato ndahen apo rriten për të formuar qeliza të reja burimore, dhe diferencohen në qeliza më të specializuara ose vdesin. Megjithatë, gjeni specifik Notch2NL gjendet vetëm te njerëzit dhe mungon në ADN-në e shimpanzeve, orangutanëve dhe majmunëve të tjerë të mëdhenj.
"Ajo që është magjepsëse në lidhje me historinë e Notch2NL është se në të vërtetë ka pasur një ngjarje origjinale që ka ndodhur në paraardhësin tonë të përbashkët me gorilën, ku geni origjinal Notch2 u dyfishua,"- thotë Sofie Salama, profesore e biologjisë molekulare, qelizore dhe zhvillimore në Universitetin e California Santa Cruz, i cili ishte i përfshirë në një nga studimet kërkimore.
Dyfishimi segmental i gjenit është një proces me të cilin kopjohet një pjesë e gjenomit. Kopja e re më pas zhvendoset në një vend tjetër në gjenom, duke lënë pas dy seksione shumë të ngjashme të ADN-së.
"Duket bazuar në analizën tonë se ajo ngjarje fillestare e dyfishimit ishte si një gjë e vdekur pas mbërritjes dhe se gjeni i ri ose nuk mund të shprehej, ose krijoi një proteinë të paqëndrueshme,"-thotë Salama.
Më pas, në linjën njerëzore rreth tre deri në katër milionë vjet më parë, gjeni u ndryshua përsëri përmes një procesi të njohur si konvertimi i gjeneve. Këtë herë kopja e re – Notch2NL – ishte funksionale.
"Kjo është një kohë interesante në historinë tonë evolucionare, sepse nëse shikoni në të dhënat fosile që ishin pikërisht përpara se të kishte një rritje eksponenciale në madhësinë e trurit," thotë Salama.
Pra, si mund të çojë Notch2NL në tru më të madh?
Gjeni vonon qelizat staminale në korteksin e trurit të kthehen në neurone. Në vend të kësaj, qelizat burimore vazhdojnë të ndajnë dhe prodhojnë më shumë qeliza burimore. Kjo përfundimisht çon në prodhimin e më shumë neuroneve dhe trurit më të madh. Notch2NL nuk është shembulli i vetëm ku gjenet janë dyfishuar te njerëzit. Shkencëtarët kanë identifikuar më shumë se 30 dyfishime gjenesh që janë unike për speciet tona. Disa besojnë se këto dyfishime mund të jenë përgjegjëse për disa nga tiparet tona unike njerëzore.
Për shembull, në vitin 2012, studiuesit në Institutin Zuckerman të Kolumbisë zbuluan se njerëzit kanë një formë unike, të dyfishuar të gjenit SRGAP, të cilin e quajtën SRGAP2C.
Gjenet SRGAP luajnë një rol vendimtar në kontrollin e numrit të lidhjeve, të njohura si sinapset, që një neuron bën me qelizat e tij fqinje. Sa më shumë sinapse të ketë një neuron, aq më shumë informacion mund të përpunojë. Gjeni i ri, specifik për njeriun SRGAP2C në thelb i lejon njerëzit të formojnë më shumë sinapse dhe lidhje më të forta dhe më të dendura midis neuroneve.
Edhe pse ato mund të shpjegojnë fuqinë e pakrahasueshme të trurit të specieve tona, dyfishimet e gjeneve si ato që rezultuan në SRGAP2C dhe Notch2NL mund të na kenë lënë të prekshëm ndaj zhvillimit të çrregullimeve neuropsikiatrike. Për shembull, mutacionet në rajonin e gjenomit ku gjendet Notch2NL shoqërohen me një sërë çrregullimesh neurozhvillimore, duke përfshirë ADHD, skizofreninë, çrregullimin e spektrit të autizmit dhe paaftësinë intelektuale.
Për shembull, nëse sekuenca në gjenin e sapokopjuar është shumë e ngjashme me paraardhësin e tij, ndonjëherë mund të ngatërrojë makinerinë që bën kopjet e gjenomit tonë, duke sjellë lëvizjen e gjeneve, futjen në vende të ndryshme ose kombinimin në mënyra të ndryshme. Gjenet e dyfishuara përmbajnë gjithashtu sekuenca të përsëritura që i bëjnë ata më të prirur ndaj fshirjeve dhe dyfishimeve shtesë.
Është gjithashtu e mundur që disa nga "gjenet që na bënë njerëz" mund të jenë në zona të gjenomit që janë të prirura ndaj shkallëve të larta të mutacioneve, duke na bërë të ndjeshëm ndaj sëmundjeve. Në një studim të vitit 2022, Craig Lowe, profesor i gjenetikës molekulare dhe mikrobiologjisë në Universitetin Duke, analizoi gjenomin e njeriut për të gjetur vendet që kishin ndryshuar më shumë që kur paraardhësit tanë u larguan nga shimpanzetë. Ai zbuloi se shumë nga rajonet – të njohura si Haqers (“rajonet e evoluar shpejt të paraardhësve të njeriut”) – ishin të përfshirë në rregullimin e trurit në zhvillim, për shembull duke nxitur rritjen e më shumë neuroneve.
Këto rajone gjithashtu prireshin të ishin në zona me shkallë të lartë mutacionesh, të cilat, sipas Lowe, mund të çonin në probleme më tej në degën evolucionare.
"Këto rajone të gjenomit që ndryshojnë shpejt janë si kazani i evolucionit - vendet ku gjithçka bashkohet dhe përzihet,"- thotë Lowe. Lowe zbuloi se mutacionet në shumë Haqerë që lidhen me skizofreninë dhe çrregullimin bipolar.
Është e mundur që gjene të tilla tani të na sëmurin sepse shkëmbimet evolucionare po i tërheqin trupat tanë në drejtime të ndryshme. Rreziku ynë për të zhvilluar kancer duket të jetë i lidhur në mënyrë të kundërt me rrezikun tonë për të zhvilluar sëmundjen e Alzheimerit, Parkinsonit dhe Huntingtonit. Kanceri përfshin rritjen e pakontrolluar të qelizave të reja, ndërsa këto sëmundje janë të lidhura me vdekjen e qelizave.
Është e mundur që të kuptuarit se si gjene të caktuara çojnë në sëmundje mund të ndihmojë në frymëzimin e trajtimeve të reja. Disa madje thonë se mund të na ndihmojë të shkojmë drejt një epoke të re të mjekësisë së personalizuar dhe precize: ku barnat e synuara mund të përdoren për çdo profil gjenetik unik. Megjithatë, të tjerët janë më të kujdesshëm.
"Unë mendoj se evolucioni është një lente me të vërtetë e dobishme për të parë se çfarë shkon keq, dhe kur, si dhe pse,"- thotë Capra.
Marrë dhe përkthyer nga BBC për Zëri.ai
