Mennesket har genetisk tilpasset sig til livet i Arktis
Danske forskere har i et samarbejde med forskere i USA og England undersøgt DNA fra den grønlandske befolkning, hvis inuitforfædre har levet i Arktis i titusinder år. Arktisk har et ekstremt miljø med koldt klima og sparsom vegetation, og det har inuitbefolkningen været nødt til at indrette sig efter. En evne, der nu kan aflæses i grønlændernes gener.
Foto: Anders Albrechtsen og Torben Hansen (klik for at downloade stor udgave)
Studiet, som netop er udgivet i det anerkendte tidsskrift Science, fortæller os meget om menneskets fantastiske egenskab til at tilpasse sig forskellige miljøer. Grønlændernes kost består hovedsagligt af protein og fedt fra fisk og havpattedyr, mens de – pga. mangel på grøntsager - kun indtager ganske få kulhydrater. Det nye forskningsstudium viser, hvordan inuitbefolkningen har tilpasset sig disse levevilkår.
Ved brug af genetisk information fra 4500 grønlændere har forskerne undersøgt, hvilke gener der har ændret sig mest i de ca. 20000 år, der er gået siden grønlændernes forfædre delte sig fra den nærmest beslægtede store Østasiatiske befolkning, Han kineserne.
Foto: Anders Albrechtsen og Torben Hansen (klik for at downloade stor udgave)
“Ved at sammenligne DNA fra grønlændere med DNA fra den kinesiske befolkning fandt vi hurtigt ud, at nogle gener har ændret sig. Og ændringerne er så markante, at de ikke kan være sket ved et tilfælde, men i stedet må være sket som følge af genetisk tilpasning via naturlig selektion.”, fortæller adjunkt Ida Moltke fra Sektion for Bioinformatik og RNA biologi, Biologisk Institut på Københavns Universitet, som er en af to førsteforfattere på Science artiklen.
Forskerne har derudover vist, at de ændrede gener alle har noget at gøre med fedt og fedtforbrænding.
“Ved også at undersøge fedtsyrekoncentration i cellemembraner hos grønlændere fandt vi ud af, at de genetiske ændringer medfører, at grønlænderne kan kompensere for det traditionelt høje indtag af omega-3 og omega-6 fedtsyrer fra bl.a. fisk.” forklarer lektor Anders Albrechtsen, fra Sektion for Bioinformatik og RNA biologi, Biologisk Institut, Københavns Universitet, som er en af forskningslederne bag studiet.
Tilpasningen påvirker også højde
Det er ikke kun fedtsyresammensætningen, som bliver påvirket af de genetiske ændringer. Forskningsstudiet viser også, at en af ændringerne – en bestemt mutation – også har en stor betydning for højde.
“At mutationen påvirker højden er en meget interessant observation. Vi kunne se, at mutationen har stor en betydning for højden i den grønlandske befolkning. Der er tidligere lavet studier om højden af den europæiske befolkning, uden dog at sammenhængen mellem denne mutation og højde er blevet opdaget. Det skyldes, at mutationen er meget sjælden i europæere, så der kræves mere end 50 gange så mange personer til at lave undersøgelse blandt europæere, der afslører sammenhængen. Dette viser tydeligt det store potentiale, der er i at undersøge små historisk isolerede populationer.” udtaler professor Torben Hansen, fra The Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research, Københavns Universitet, som er en anden af forskningslederne bag resultaterne. Derfor er forskerne meget interesserede i at forsætte deres arbejde med den grønlandske befolkning. “Grønlændere bærer i deres arvemateriale på vigtig viden om både sygdomme og om menneskets evolutionære historie og er derfor en meget værdifuld kilde til ny viden”, afslutter professor Torben Hansen.
Samarbejde
Forskningsstudiet er resultat af et samarbejde mellem forskningsgrupper fra Biologisk Institut, Københavns Universitet, Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research, Københavns Universitet, University of Berkeley, University College London, Steno Diabetes Center og Syddansk Universitet.
Tak til
Først og fremmest tak til alle grønlændere, der har deltaget i studiet. Også til professor Peter Bjerregaard og professor Marit Eika Jørgensen, der har indsamlet den store mængde data.
Projektet er støttet af The Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research, Section of Metabolic Genetics, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen (www.metabol.ku.dk), samt gennem både en projektbevilling og en YDUN bevilling fra Det Frie Forskningsråd.
Link til artikel i Science: https://www.sciencemag.org/content/349/6254/1343
Kontakt
Adjunkt Ida Moltke
Biologisk Institut
Københavns Universitet
Tlf.:+45 6170 0486
E-mail: ida@bio.ku.dk
Lektor Anders Albrechtsen
Biologisk Institut
Københavns Universitet
Tlf.: +45 35 33 02 46
E-mail: aalbrechtsen@bio.ku.dk
Emner
Faktaboks
Studiet viser, hvordan grønlændernes gener evolutionært har ændret sig gennem de seneste ca 20000 år. Den genetiske tilpasning begyndte sandsynligvis for godt 19000 år siden, hvor grønlændernes forfædre levede i Arktis og altså længe inden de for ca 1000 år siden bosatte sig i Grønland. Dvs. det er ikke kun grønlænderne, men samtlige inuitbefolkninger og Native Americans, der bærer mutationen.
Kontakt
Populationsgenetik
Ida Moltke
Assistant professor
Department of Biology
University of Copenhagen
+45 6170 0486
Anders Albrechtsen
Associate professor
Department of Biology
University of Copenhagen
+45 2197 4249
Rasmus Nielsen
Professor
Department of Integrative Biology
University of California Berkeley
+15 10 20 65 715
Matteo Fumagalli
Research associate
Department of Genetics, Evolution,
and Environment
University College London
Sygdomsgenetik
Torben Hansen
Dr. MD / professor
The Novo Nordisk Foundation Center
for Basic Metabolic Research
Faculty of Health and Medical Sciences
University of Copenhagen
+45 2056 5301
Niels Grarup
Dr. MD / assistant professor
The Novo Nordisk Foundation Center
for Basic Metabolic Research
Faculty of Health and Medical Sciences
University of Copenhagen
+45 2448 2914
Epidemiology og Grønlandsforskning
Marit Jørgensen
Dr. MD / professor
National Institute of Public Health
University of Southern Denmark
and Steno Diabetes Center
+45 6550 7777
Peter Bjerregaard
Professor
National Institute of Public Health
University of Southern Denmark
and Greenland Center for Health Research
University of Greenland
Faktaboks
Vores nuværende viden om, hvordan mennesket tilpasser sig forskellige miljøer i verden er meget sparsom. Ikke desto mindre er tilpasningen afgørende for, at mennesket er i stand til at befolke stort set hele verden. Mennesket kan leve i vidt forskellige miljøer: fra det iskolde Arktis, til områder med stor risiko for malaria samt i ekstreme højder i Tibet og Himalayas golde bjerge. Det er kun ganske få af disse eksempler, hvor man indtil nu kender den genetiske baggrund for tilpasningen. Et af dem er fra et studie om den tibetanske befolkning, som blev foretaget at professor Rasmus Nielsen fra University of Berkeley, der også er en af de hovedansvarlige for det nye studie om grønlænderne. Der blev det vist, at den tibetanske befolkning har tilpasset sig de iltfattige omgivelser, der er i Tibet, gennem en mutation i et bestemt gen, der påvirker hæmoglobinniveauet hos tibetanerne (Yi et al 2010).