Circa due milioni di anni fa, si è verificato un cambiamento genetico che ha differenziato gli esseri umani dalla maggior parte degli altri primati che entrambi proteggevano gli esseri umani dalle malattie, ma rendeva la carne rossa un rischio per la salute.

A questo punto dell'evoluzione umana, un certo gene, noto come CMAH, che permette la sintesi di uno zucchero chiamato Neu5Gc, è scomparso. Questo zucchero è presente nelle carni rosse, un po' di pesce e latticini. Quando gli umani consumano un animale che ha quel gene, il corpo ha una reazione immunitaria allo zucchero estraneo, che può causare infiammazione, artrite, e cancro.

Università del Nevada, Reno ricercatori, guidato dal professore assistente del College of Science David Alvarez-Ponce, hanno analizzato 322 sequenze del genoma animale dal National Center for Biotechnology Information alla ricerca di animali che mostrano la presenza di geni CMAH attivi. Hanno messo i dati dei 322 genomi animali in un "albero" per determinare quando nella storia evolutiva di un animale il gene CMAH è diventato inattivo o "spento". Questo è utile per spiegare perché alcune specie hanno un gene CMAH attivo e perché specie simili no.

Il laboratorio Alvarez-Ponce è specializzato nello studio dell'evoluzione di geni e genomi utilizzando la bioinformatica. Quando si tratta dei pochi pesci esaminati finora, c'è una concentrazione insignificante dello zucchero Neu5Gc per essere una preoccupazione medica, ma le concentrazioni di Neu5Gc sono significativamente più alte nelle uova di pesce, meglio conosciuto come caviale. Come dice lo studente di master Sateesh Peri, "uno degli alimenti più costosi è tra quelli con la più alta quantità di Neu5Gc tossico".

Gli uccelli mancano anche dei geni CMAH attivi, implicando che consumare animali come il pollo, tacchino, e le oche non sono associate agli effetti collaterali dannosi. Un'altra classe di animali che non hanno il gene CMAH sono i rettili, tranne una specie di lucertola. La presenza del gene in questa lucertola sfida le precedenti affermazioni secondo cui il gene potrebbe essere stato perso in un antenato di rettili e uccelli.

A parte i problemi dietetici, il gene CMAH si rivela anche un fattore importante nel fatto che un organo trapiantato da un animale possa essere accettato o meno da un essere umano a causa del gene. Quando un animale con gli organi di un gene CMAH viene trapiantato in un essere umano che non ha il gene CMAH, il corpo umano potrebbe rifiutare l'organo a causa della presenza dello zucchero Neu5Gc.

"L'inattivazione di CMAH durante l'evoluzione umana potrebbe aver liberato gli esseri umani da un certo numero di agenti patogeni, " Alvarez-Ponce ha detto. "Per esempio, c'è questo certo tipo di malaria che richiede Neu5Gc per l'infezione - altri primati ne sono suscettibili, ma non umani".

La presenza del gene CMAH determina quali animali gli esseri umani dovrebbero evitare di mangiare (o dovrebbero mangiare con moderazione) e quali morsi di animali dovrebbero evitare gli esseri umani. Se l'animale ha il gene CMAH, quindi non va mangiato perché potrebbe causare infiammazioni, artrite e cancro. Però, consumare carne rossa con moderazione è considerato bene. Se l'animale non ha il gene CMAH, quindi è più probabile che quegli animali contengano agenti patogeni che si attaccano a Neu5Ac (il precursore di Neu5Gc) e che possono colpire l'uomo.

Questa ricerca dovrebbe essere un trampolino di lancio cruciale per il lavoro futuro in nutrizione, genetica e medicina. Trovare dove e quando il gene viene disattivato è fondamentale per determinare quali specie hanno maggiori probabilità di avere lo zucchero tossico Neu5Gc, e se sì quale può essere il loro uso nei trapianti, diete, e ricerca. Il lavoro del team di Alvarez-Ponce renderà più facile capire perché si formano determinate malattie e trovare modi per combattere la diffusione della malattia.

I risultati della ricerca saranno pubblicati nel numero di gennaio della rivista scientifica Oxford University Press Biologia ed evoluzione del genoma .