Trate de superar al caballo y es más probable que pierda. A pesar de los mitos constantes de que nuestra especie ha evolucionado para perseguir a la presa de la sabana, los caballos a menudo derrotan a los atletas de tolerancia humana más élite en la velocidad y las competiciones de espaciado. Una nueva investigación ayuda a explicar por qué y cómo los caballos tienen un beneficio atlético.
Un estudio publicado en la revista el 27 de marzo Ciencia Encuentra que una variantes genéticas únicas y antiguas son importantes para la evolución de la extraordinaria aptitud aeróbica de los caballos. En general, estos cambios permiten que los músculos del caballo usen oxígeno de manera rápida y efectiva, generalmente sin experimentar daño celular a la quema a través de un combustible adecuado.
«Realmente permite que los caballos tengan su pastel y lo coman», dice Giani Castiglion, co -autora de la Universidad de Wanderbilt Ciencia popular. Los caballos son parcialmente responsables del hecho de que cuanto mayor sea la concentración de mitocondrias se puede conservar en sus células musculares, y la capacidad máxima de oxígeno (o su VO2) es el doble que los atletas humanos.
El gen y la proteína de resultado en el centro de la transformación no son solo para los caballos, sino que tiene graves efectos clínicos en la investigación de la salud. Al revelar el misterio del atletismo de los caballos, los científicos también pueden encontrar un nuevo tratamiento para enfermedades neurogenerativas en humanos como todos Zamer, o también buscar una disminución normal de envejecimiento.
Es el primero en mamíferos este tipo de transformación
Castiglion y su equipo comenzaron su búsqueda con una amplia encuesta de los genes en el árbol de la vida animal, cómo las secuencias genéticas difieren en la importancia de las personas o lo mismo en otras especies. Inesperadamente, estuvieron involucrados en variaciones equanas específicas que ayudaron a explicar cómo los caballos (junto con cebras y burros) alcanzaron su poder de propulsión. «Hemos encontrado todo este fenómeno en los caballos, nunca hemos sido», dice Castiglione.
Además de la intriga, el cambio en los caballos está estrechamente relacionado con el encontrado en las aves, dice Elia Duu, coautora de la Universidad de John’s Hopkins y oftalmólogo y científico médico biológico. Castiglione y Duh publicaron una investigación previa sobre esa invención aviar en 2020, y creían que a pesar de todo este aleteo, el cambio de por qué las aves podrían volar es una parte importante.
«Esto indica la evolución de la convergencia», dice Castiglione. Pero una vez que los científicos cavaron profundamente, descubrieron que el cambio genético en los caballos era más complicado que una transformación de aves. Los caballos, sus granjas finales y en forma tuvieron que ser liberadas de muchos obstáculos evolutivos. Una de estas perturbaciones es muy rara, lo cual es un tipo de variante del pasado solo en la subdivisión del virus.
Contenido de proteína
Para comprender cómo los caballos encuentran su paso atlético, es el primero en comprender dos proteínas: NRF2 y mantener 1 y NRF2 son básicamente las mismas en casi todos los vertebrados. Tiene efectos antioxidantes en el cuerpo, neutralizando moléculas dañinas. Desempeña un papel en la producción de trifosfato de adenosina (ATP), que es una moneda poderosa de las células. Las mitocondrias, también conocida como «potencia de la célula», quema el ATP. Hay más ATP disponible, se pueden hacer más celdas de trabajo.
Aunque NRF2 realiza algunas tareas importantes, puede ser fatal si se ejecuta. En muchos vertebrados, el excesivo NRF2 activo desencadena grandes problemas, como el crecimiento tumoral. «Esta es una situación muy dorada», dice Castiglione. Los animales deben «controlar el NRF2 con fuerza y encenderlo solo cuando sea necesario».
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Mantenga la derecha allí. Está en inspección disfrutando del NRF2 disfrutando del NRF2 y cerrando su sitio activo en condiciones celulares normales. Cuando hay moléculas de oxidación adecuadas, también conocidas como radicales libres, cuando las células se muestran como un subproducto indispensable del uso de energía, el mantenimiento 1 está inactivo. Esto liberará al NRF2 para combatir los radicales libres y reducir el daño celular.
En las aves, las señales para Keep 1 son cambios en el gen que caracteriza activamente la proteína. Los avianos desarrollaron técnicas para cubrir algunos de los efectos de las proteínas NRF2 constantemente activas y constantemente activas, pero reciben suficiente energía para volar. «Definitivamente hay un equilibrio, y para diferentes criaturas, es una cuestión de lo que es el equilibrio correcto», dice Duh.
Los caballos usan el poder de ‘recodificar’
En los caballos y sus parientes cercanos, las cosas son un poco más rizadas. El autor del estudio encontró un cambio de pre -nucleótidos en el gen, que simboliza el Keep 1, que generalmente previene la producción de proteínas. Sin embargo, a través de la secuencia de proteínas, los experimentos de cultivo celular y las comparaciones con las células de ratón y humanos, los caballos DUH y Castiglion han descubierto que no hay proteínas activas y atrofiadas. En cambio, la versión Equane de Keap1 es más sensible al estrés y responde más a los radicales libres que a existir en otros vertebrados.
Los caballos hacen esto a través de un fenómeno llamado Recoding. Durante la recodificación, la secuencia génica que generalmente se lee como un signo de parada se traduce en aminoácidos, lo que permite construir el resto de las proteínas. Era necesario requerir cambios genéticos suplementarios para activar la selección re, pero no estaba claro si habían venido antes o después de la transformación del gen Keep 1. De cualquier manera, el caballo resultante es lo suficientemente diferente como para proporcionar beneficios sin ninguna angustia obvia y importante.
Este tipo particular de reelección se ha registrado previamente solo en virus que infectan bacterias o bacterias. La detección del proceso en mamíferos vertebrados revela un campo completamente nuevo de herencia oculto en organismos complejos. «Cuenta la singularidad de los caballos», dice Duh.
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El número completo de transferencias de ADN que se han producido rápidamente para crear este resultado sincrónico refleja el hecho de que hay caballos de presión fuertes para que lo haga más rápido e incansable. Los primeros animales similares a los caballos encontraron varios depredadores del tamaño del perro y su hábitat de prado abierto. Para evitar comer en extinción, adoptaron. Fue un «crisol evolutivo intenso» y sugiere que Castiglionan sugiere que los caballos de los antepasados tuvieron que ser innovados para sobrevivir.
No está exactamente claro cuándo ocurrieron estos cambios en la historia del caballo. Podría haber sido un poco antes de la raíz del clan Muestra Hace 4 a 4.5 millones de años. O fue hace 55 millones de años después de la partición del rinoceronte contemporáneo y los antepasados comunes de los caballos. El registro genético es muy incompleto para hacer conclusiones detalladas sobre la línea de tiempo, señala Castiglion. «Solo podemos hacer una sala de emergencias lo que sucedió a la vez, si no tiene una máquina del tiempo. Eso siempre es un límite con un trabajo evolutivo».
Aplicaciones futuras en humanos
A pesar de las preguntas evolutivas sin respuesta, Castiglione y Duh creen que sus hallazgos son un espectáculo para promover el progreso biomédico. Keap1 y Nrf2 son proteínas de importancia crítica en muchas enfermedades humanas y edad. Saber cómo las funciones del complejo de proteínas pueden ser útiles para abordar algunas mal funcionamiento de un solo nucleótido de ADN y intercambio de aminoácidos.
A pesar de la transformación de la línea de producción, existe el hecho de que los caballos han evolucionado la solución para evitar meterse en una proteína de Pobre Keep 1. «En el 10 al 15 por ciento de las enfermedades humanas, tienes un codón de parada prematuro», dice Castiglion. Si los antepasados de caballos todavía encuentran una manera de producir una proteína dinámica, tal vez un tratamiento genético similar e inducido por equano también se puede desarrollar para los humanos.
Castiglion dice que las posibilidades del futuro deben invertir constantemente en investigaciones exploratorias y básicas. «Todo este trabajo (organizaciones nacionales de salud) ha sido financiado por», dice Ciencia popular. «Debido al ICH NESS, que financia la investigación básica, ahora hemos encontrado cosas de valor clínico. Nunca podremos hacerlo». En la administración actual, NIH enfrenta una reducción de dinero importante.
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