Masz większą niż inni wrażliwość na ból? To wina genów odziedziczonych po neandertalczykach

W tym artykule:

1. Geny neandertalczyka zwiększają wrażliwość na ból
2. Mechanizm wrażliwości na ból
3. Nowe badania
4. W czym pomaga większa wrażliwość na ból?
5. Odczytywanie DNA

Neandertalczycy byli bardzo bliskimi kuzynami Homo sapiens. Te dwa gatunki często się krzyżowały. Wiemy to dzięki paleogenomice – metodzie badania dawnego DNA. Jej autorem jest prof. Svante Pääbo. Za to odkrycie dostał rok temu Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny lub fizjologii.

Dzięki badaniom zapoczątkowanym przez prof. Pääbo wiemy, że w naszym DNA jest do 2% genów neandertalczyków. Odpowiadają one m.in. za:

• reakcje na niektóre leki,
• kształt nosa,
• podatność na koronawirusa i przebieg COVID-19,
• płodność i zachodzenie w ciążę,
• skłonność do depresji i uzależnień.

Geny neandertalczyka zwiększają wrażliwość na ból

Do tej listy można dopisać jeszcze jedną cechę. Już w 2021 r. genetycy ewolucyjni przyjrzeli się fragmentom kodu DNA neandertalczyków, o których wiadomo było, że odgrywają jakąś rolę w generowaniu impulsów w układzie nerwowym. Okazało się, że czynią one z dzisiejszych posiadaczy tych fragmentów osoby mocniej odczuwające ból. Najnowsze badania to potwierdzają.

Czy istnienie babć i dziadków zawdzięczamy dwoince rzeżączki? Zaskakująca hipoteza

Każdy z nas posiada geny chroniące przed demencją i pogorszeniem się zdolności poznawczych w późnym wieku. Skąd się wzięły? Naukowcy podejrzewają, że zawdzięczamy je patogenom przenos...

Jaką skalę ma to zjawisko? W 2021 r. w brytyjskiej bazie genomów były dane pół miliona osób. 0,4 proc. z nich, czyli 5 tys. osób, nosiło w sobie ową mutację. I oni właśnie cierpią (przy różnych okazjach) bardziej niż przeciętni Brytyjczycy.

Mechanizm wrażliwości na ból

Im dokładniej i dłużej badamy DNA neandertalczyka, tym więcej szczegółów widać. Odczytanie sekwencji neandertalskiej wersji genu odpowiedzialnej za wrażliwość na ból to efekt pracy Svante Pääbo z lipskiego Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka oraz Hugo Zeberga z sztokholmskiego Instytutu Karolinska.

Zagnieżdżone w błonie komórki nerwowej tzw. kanały sodowe Nav1.7 odgrywają tu kluczową rolę. Dzięki nim żywy organizm decyduje, jakiego typu impuls należy zinterpretować jako bolesny. Istnieją ludzie genetycznie niezdolni do odczuwania bólu. Taka przypadłość to analgezja wrodzona. Takie osoby nie mają w komórkach nerwowych kanału jonowego Nav1.7. S przy okazji nie czują zapachów, bo też i za to odpowiedzialne jest to białko.

Neandertalska odmiana Nav1.7 łatwiej się uruchamia i przepuszcza kationy sodu. To skutkuje częstszym odczuwaniem bólu, a także zwiększa ryzyko jego przewlekłości. – Mówi się o tym kanale sodowym jak o regulatorze głośności. Ustala się nim poziom bólu odczuwanego przez układ nerwowy – wyjaśniał Zeberg.

Nowe badania

Odkrycie to potwierdzają nowe badania. Przeprowadził je międzynarodowy zespół kierowany przez naukowców z University College London. Wyniki opublikowało czasopismo naukowe „Communications Biology”.

Okazuje się, że mamy aż trzy warianty genów odziedziczone po neandertalczykach, które zwiększają wrażliwość na ból. Dotyczą one genu SCN9A, związanego z działaniem neuronów czuciowych. Te trzy warianty występują częściej w populacjach pochodzących od rdzennych Amerykanów.

W czym pomaga większa wrażliwość na ból?

Autorzy badań podkreślają, że nie wiemy czy neandertalczyków faktycznie „bardziej wszystko bolało”. Ani czemu w ich DNA znalazła się taka właśnie mutacja. Procesy biologiczne związane z bólem są skomplikowane i zależą od całego szeregów genów.

Być może zwiększenie odczuwania bólu miało zbawienny efekt dla naszych przodków. W końcu żyli w środowisku dużo mniej przyjaznym niż my. Jeżeli ból pojawiał się wcześniej, mogli zacząć działać szybciej i nie ryzykować np. trwałego uszkodzenia kończyny.

– Wrażliwość na ból to ważna cecha umożliwiająca przetrwanie. Pozwala unikać bolesnych rzeczy, które mogłyby wyrządzić nam poważną krzywdę. Nasze odkrycia sugerują, że neandertalczycy mogli być bardziej wrażliwi na określone rodzaje bólu. Jednak potrzebne są dalsze badania, abyśmy zrozumieli, dlaczego tak jest w tym przypadku i czy te specyficzne warianty genetyczne były ewolucyjnie korzystne – podkreśla dr Kaustubh Adhikari z University College London.

Odczytywanie DNA

O takich odkryciach zdecydował dramatyczny postęp w technice sekwencjonowania genów. Raczkująca pod koniec lat 70. XX wieku technika ręcznego łączenia fragmentów DNA (tzw. enzymatyczna metoda Sangera) była mało użyteczna. Uzyskanie wiarygodnego wyniku było równie trudne, co czasochłonne.

Sytuację zmieniło tzw. sekwencjonowanie III generacji. Z pomocą algorytmów komputerowych pozwala ono na pracę z długimi, przekraczającymi 100 tys. nukleotydów nićmi DNA. Jeżeli chodzi o możliwości odczytywania informacji genetycznej, mówimy tu już właściwie o postępie geometrycznym.

Źródła: Nature, Communications Biology.