Tajná výhoda v DNA. Vědci objasnili, co ve skutečnosti určuje rychlost růstu svalů

Přidejte si Aktuálně.cz mezi preferované zdroje na GoogluPřidat Aktuálně.cz mezi preferované zdroje

Někteří lidé nabírají svaly snáz než jiní. Nová studie ukazuje, že část vysvětlení může být stará desítky tisíc let. Vědci objevili variantu genu zděděnou po neandertálcích, která je u dnešních lidí spojená s větším množstvím svalové hmoty a nepatrně vyšší postavou. Znamená to tedy, že můžeme zahodit permanentku do fitka a těšit se na svaly bez práce?

Na první pohled může jít o nepatrný rozdíl. Lidé s touto variantou genu jsou v průměru asi o tři milimetry vyšší a mají přibližně o 250 až 285 gramů více svalové hmoty. Jenže když se stejný efekt objeví v datech více než milionu lidí a zároveň se potvrdí v laboratorních pokusech, začíná být příběh mnohem zajímavější.

Na novou souvislost upozornila studie publikovaná v časopise Current Biology. Výsledky popsal také časopis Nature, který upozorňuje, že jde o jeden z poměrně vzácných případů, kdy se podařilo propojit konkrétní neandertálský gen s měřitelným znakem u dnešních lidí.

Gen, který zůstal po dávném křížení

Neandertálci žili v Evropě a západní Asii přibližně od doby před 300 tisíci lety do doby před 40 tisíci lety. Než zmizeli, setkali se s předky dnešních lidí a část jejich DNA po tomto křížení zůstala v genomu moderního člověka. Lidé s původem mimo subsaharskou Afriku dnes nesou zhruba jedno až čtyři procenta neandertálské DNA. Nejde přitom jen o jakousi genetickou stopu bez významu. Některé z těchto úseků DNA mohou ovlivňovat vlastnosti dnešního člověka.

Nová studie se zaměřila na gen pro receptor růstového hormonu, označovaný GHR. Jde o bílkovinu na povrchu buněk, na kterou se váže růstový hormon. Tím se spouští procesy související mimo jiné s růstem a vývojem organismu.

Vědci porovnali neandertálské genomy s dnešním lidským genomem a našli v tomto receptoru dvě změny aminokyselin, které byly charakteristické pro neandertálce. Podle jejich analýzy se neandertálská varianta dostala do genomu moderních lidí přibližně před 47 tisíci lety. A překvapivě nezmizela.

Nejsilnější efekt je v Asii

Dnes ji podle studie nese přibližně pětina lidí v jižní Asii a asi 15 procent lidí ve východní Asii. V Evropě je mnohem vzácnější – má ji zhruba 0,5 procenta populace. U lidí ze subsaharské Afriky se tato konkrétní neandertálská varianta nevyskytuje. Právě její rozdílné rozšíření vědce zaujalo.

„Stereotyp neandertálské postavy a vzhledu byl historicky spojován s Evropou. Neandertálci jsou přece nejlépe známí z evropských fosilních nálezů. Jenže evropská populace s nimi má paradoxně společného mnohem méně než asijské národy,“ upozornil antropolog John Hawks z University of Wisconsin–Madison v komentáři pro Nature.

Výsledky zároveň narušují další zažitou představu. Neandertálci bývají v populární kultuře vykreslováni jako zavalití a menší než moderní lidé. Jenže podle Hawkse byli evropští neandertálci ve skutečnosti v průměru vyšší než lidé, kteří dnes žijí v řadě oblastí Eurasie.

O čtvrt kila svalů navíc

Výzkumníci analyzovali genetická a zdravotní data z pěti biobank, dohromady od více než 1,1 milionu dospělých lidí. K tomu přidali údaje o 6602 dětech narozených v anglickém Bradfordu, kde žije početná komunita lidí jihoasijského původu. Výsledek byl překvapivě konzistentní. Lidé s neandertálskou variantou receptoru byli v průměru asi o 0,3 centimetru vyšší a měli přibližně 0,25 kilogramu více svalové hmoty než lidé bez této varianty.

Podle článku v The Times činil rozdíl zhruba 270 až 285 gramů a téměř celé toto množství připadalo na beztukovou, tedy především svalovou hmotu. Rozdíl se týkal zejména paží, nohou a trupu. Nejde tedy o gen, který by z člověka udělal kulturistu. Rozdíl je malý. V populaci se ale podle vědců opakuje natolik přesvědčivě, že ho nelze vysvětlit pouhou náhodou. A navíc se objevil i v laboratorním experimentu.

Neandertálské buňky rostly rychleji

Vědci vytvořili laboratorní buňky, které nesly buď dnešní lidskou, nebo neandertálskou verzi receptoru růstového hormonu. Buňky s neandertálskou variantou se během pěti dnů množily přibližně o 39 procent více než buňky s variantou, která je dnes u lidí běžnější.

„Buňky pěstované v laboratoři reagovaly silněji, zatímco data od více než milionu lidí ukázala známky stejného účinku v těle,“ řekl The Times Philipp Kanis z Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, hlavní autor studie. „Je vzácné vidět, že laboratorní a populační důkazy do sebe zapadají tak jasně.“

Právě tato shoda je na výsledcích podle vědců důležitá. Studie nestojí jen na statistické asociaci mezi genem a svalovou hmotou. Výzkumníci zároveň ukázali mechanismus, kterým může neandertálská varianta měnit chování buněk.

Nejde jen o svaly. Mění se i obličej

Neandertálská varianta se přitom neprojevila pouze na svalové hmotě. Lidé, kteří ji mají, měli v průměru také o něco širší boky. Vědci u nich zaznamenali kratší kořeny zubů a odlišný tvar dolní čelisti. Zadní část dolní čelisti, takzvaný ramus, byla kratší a u nositelů varianty byla vyšší pravděpodobnost předkusu.

Tyto rozdíly jsou ovšem velmi malé. Neznamenají, že by podle jediného genu šlo poznat, kdo má neandertálské předky. „Nemůže sama vysvětlit neandertálský typ těla a rozhodně neurčuje celkový vzhled člověka,“ zdůraznil evoluční genetik Hugo Zeberg z Karolinska Institutet v komentáři pro Nature. Zajímavé také je, kdy se rozdíly začínají projevovat. Vědci je zaznamenali u lidí, kteří prošli pubertou. U dětí se stejný efekt neprokázal.

Posilovnu ale gen nenahradí

Přestože výzkum svádí k představě genetické výhry, realita je podstatně méně spektakulární. Čtvrt kilogramu svalové hmoty navíc není biologická superschopnost. Na lidskou postavu působí tisíce genetických variant, výživa, pohyb, hormony, věk i prostředí. Tato konkrétní varianta je pouze jedním dílkem skládačky. A vědci sami upozorňují, že není důvod kvůli ní rušit členství ve fitness centru. „Ani neandertálský receptor růstového hormonu není náhradou za trénink,“ řekla The Times Miriam Berreiter z Karolinska Institutet, spoluautorka studie.

Nový výzkum tak přidává další kapitolu k příběhu, který je mnohem složitější než představa, že neandertálci jednoduše „prohráli“ s moderními lidmi. Jejich těla byla robustnější, měli silnější kosti, širší hrudník a výraznou svalovou stavbu. Nová studie ukazuje, že k některým těmto vlastnostem mohl přispívat konkrétní mechanismus spojený s receptorem růstového hormonu. U části dnešních lidí se stále podílí na tom, jak jejich tělo funguje – a podle nové studie může v některých případech ovlivňovat i to, kolik mají svalů.