Bonny (19) vroeg:

In hoeverre heeft de Neu5Ac mutatie bijgedragen aan de evolutie van de mens?

Menselijke mutatie

Hoogleraar Genetica en systeembiologie van het metabool syndroom

LUMC

naturalislogocropped.png

Antwoord gegeven door:

cat-eyes-2022-03-04-11-18-01-utc.jpg

Een ingewikkelde maar interessante vraag. Laten we even een stapje terugnemen zodat het voor meer mensen begrijpbaar wordt. Wij mensen bestaan, net als al het andere leven op aarde (als je virussen niet tot het leven mee rekent) uit cellen. De buitenkant van die cellen wordt gevormd door het celmembraan; de scheiding tussen de inhoud van de cel en de buitenwereld. Op dat membraan zitten bij veel organismen zogenaamde siaalzuren. Veel voorkomende siaalzuren bij bijna allezoogdieren zijn Neu5Ac en Neu5Gc. De mens verschilt echter van ander zoogdieren in dat er bij ons alleen Neu5Ac op de cellen zit en geen Neu5Gc.


Prof. dr.ir. J.A.P. Willems van Dijk is Hoogleraar Genetica en systeembiologie van het metabool syndroom aan het Leids Universitair Medisch Centrum:


Door een mutatie in het CMAH gen ergens vroeg in de evolutie van de mens kan Neu5Ac niet omgezet worden in Neu5Gc.”


Terwijl op de cellen van bijna alle andere zoogdieren een deel van het ene siaalzuur in het andere wordt omgezet gebeurd dat bij de mensen dus niet, waardoor mensen alleen Neu5Ac hebben.

Maar wat is het gevolg daarvan?

Professor van Dijk: “Omdat dit siaalzuur een rol speelt bij cel-cel interactie en ook cel-eiwit interactie, is het aannemelijk dat het een rol heeft gespeeld in de menselijke evolutie door bepaalde interacties makkelijker of moeilijker te maken. Welke precies is moeilijk (achteraf) te bewijzen.”


Professor van Dijk is dus voorzichtig en speculeert niet over de oorzaken en gevolgen van deze mutatie voor de menselijke evolutie. Andere wetenschappers deden dat wel.

Opvallend genoeg blijkt de mutatie die er voor zorgde dat mensen geen Neu5Gc aanmaken ongeveer 3 miljoen jaar geleden te zijn ontstaan. Dat tijdstip valt samen met de periode waarin het brein van de mens voor het eerst een dramatische groei liet zien. Bovendien komt Neu5Gc in de zoogdieren die het wel hebben overal in het lichaam voor, behalve in het brein. Dat doet sommige wetenschappers vermoeden dan de mutatie een cruciale rol heeft gespeeld in de ontwikkeling van het menselijk brein.

cat-eyes-2022-03-04-11-18-01-utc.jpg

Prof. dr. ir. Willems van Dijk

En er zijn nog meer voordelen te bedenken voor het gebrek aan Neu5Gc. In een paper die gepubliceerd werd in het tijdschrift  Proceedings of the National Academy of Sciences  beschrijven de auteurs hoe de gemeenschappelijke voorouders van mensen en chimpansees 7 miljoen jaar geleden geplaagd werden door een vorm van malaria die de voorouder is van “mensen malaria” plasmodium falciparum en “chimpansee malaria” plasmodium reichenowi. Die oude vorm van malaria gebruikte Neu5Gc als aangrijp punt om zich aan cellen te hechten. Door geen Neu5Gc meer aan te maken­vanaf ongeveer 3 miljoen jaar geleden slaagden de voorouders van mensen er in om de dans tijdelijk te ontspringen. Alleen de voorouders van de Chimpansees werden voortaan nog ziek van die vorm van malaria, terwijl mensen er niet meer vatbaar voor waren. Ook nu nog zijn mensen daarom immuun voor Plasmodium reichenowi, de chimpansee malaria.


Maar deze overwinning op malaria was maar van korte duur want na enige tijd evolueerde ook een deel van die oude vorm van malaria zich tot de falciparum malaria die de mens tegenwoordig teistert. Falciparum grijpt juist aan op Neu5Ac en is daarom juist gespecialiseerd in mensen.


Er wordt geschat dat malaria verantwoordelijk is voor meer dan de helft van alle sterfgevallen onder mensen. Dat de Neu5Ac mutatie van grote invloed is geweest op onze evolutie is dus zo goed als zeker.

cat-eyes-2022-03-04-11-18-01-utc.jpg