Entschlüsselung unserer Ursprünge: Wie moderne Menschen die Kälte bezwangen

Forschungen über die FTO-Genvariante rs1421085 T>C legen nahe, dass sie sich entwickelt hat, um das Überleben des Menschen in kalten Klimata zu begünstigen, indem sie die Fettthermogenese steigert, was möglicherweise ihre hohe Verbreitung in Populationen erklärt, die von Afrika in kältere Regionen migriert sind. Diese Erkenntnis verknüpft genetische Merkmale, die mit moderner Fettleibigkeit in Verbindung stehen, mit historischen Anpassungen und unterstreicht das komplexe Zusammenspiel von Genetik und Evolution.

Aktuelle Forschungen unterstützen die "Out-of-Africa"-Theorie und zeigen, wie die FTO-Genvariante rs1421085 T>C den Menschen geholfen hat, sich an kältere Klimata anzupassen, indem sie die Thermogenese im braunen Fettgewebe (BAT) erhöht und somit einen Überlebensvorteil bietet. Die Verbreitung dieser Variante in kälteren Regionen deutet auf positive Selektion hin, obwohl Anomalien im Indischen Subkontinent darauf hindeuten, dass historische Migrationen auch die Genfrequenzen beeinflusst haben. Diese Studie unterstreicht das komplexe Zusammenspiel von Evolution, Geschichte und Genetik und erfordert weitere Untersuchungen zur menschlichen Anpassung.

"Wer sind wir und woher kommen wir?" Diese grundlegende Frage hat die Menschheit seit Jahrtausenden fasziniert. Die weit verbreitete "Out-of-Africa (OOA)-Theorie" besagt, dass moderne Menschen, Homo sapiens, ihren Ursprung in Afrika haben. Hinweise legen nahe, dass eine kleine Gruppe moderner Menschen vor etwa 70.000 Jahren aus Afrika auswanderte, und heute werden fast alle Menschen außerhalb Afrikas als Nachkommen dieser frühen Pioniere betrachtet.

Afrika diente als Zuflucht und schützte moderne Menschen vor extremen Kältebedingungen während wiederholter Eiszeiten. Frühe Menschen passten sich den Anforderungen der Wärmeabgabe beim Laufen auf den ostafrikanischen Grasländern an, indem sie ihr dickes Körperhaar verloren. Als jedoch die Vorfahren der modernen Menschen Afrika verließen, trafen sie auf die gleichen Überlebensherausforderungen wie ihre Vorgänger: Wie können sie ihre Körper in extrem kalten Klimata warmhalten? Gibt es im menschlichen Genom Spuren, die auf die evolutionären Anpassungen unserer Vorfahren hindeuten, die extreme Umgebungen überstanden haben?

Genomweite Assoziationsstudien (GWAS) haben die Krankheitsgenetik erheblich vorangetrieben und wertvolle Tools für die Erforschung menschlicher evolutionärer Ereignisse bereitgestellt. Im Jahr 2007 wurde eine Gruppe von einzelnen Nukleotidpolymorphismen (SNPs) innerhalb des Introns 1 des FTO-Gens als am stärksten mit dem Risiko für Fettleibigkeit verbunden identifiziert. Es blieb jedoch unklar, ob diese SNPs direkt zur Entstehung von Fettleibigkeit beitragen. Der Wendepunkt kam 2015, als Claussnitzer et al. einen wegweisenden Artikel im New England Journal of Medicine veröffentlichten.

Die Studie identifizierte erstmals die rs1421085 T>C-Variante innerhalb des SNP-Clusters des FTO-Gens und zeigte, dass diese Variante die Expression von UCP1 (uncoupling protein 1), einem Schlüsselgen der Thermogenese, hemmte und die thermogene Kapazität differenzierter menschlicher beige Fettzellen reduzierte. Obwohl diese Studie den molekularen Mechanismus von FTO-Varianten bei Fettleibigkeit zu erläutern scheint, wird darauf hingewiesen, dass es an direkten in-vivo-Beweisen mangelt, um diese Ergebnisse zu unterstützen.

Im Jahr 2023 veröffentlichte eine Forschergruppen eine Arbeit in Nature Metabolism, die die oben genannten Schlussfolgerungen in Frage stellte. Die Ergebnisse zeigten, dass Mäuse, die homozygote CC-Allele trugen, eine verstärkte Thermogenese des braunen Fettgewebes (BAT) aufwiesen und resistenter gegen durch fettreiche Nahrung induzierte Fettleibigkeit waren. Besonders auffällig war, dass Mäuse mit den CC-Allelen etwa 6 °C höhere Temperaturen aufwiesen als die mit TT-Allelen, wenn sie einem kalten Raum (4 °C) ausgesetzt waren. Diese Ergebnisse lassen uns spekulieren, dass die rs1421085 T>C-Variante mit der Anpassung von Säugetieren an kalte Umgebungen in Verbindung stehen könnte.

Um weiter zu erforschen, ob die rs1421085 T>C-Variante die Thermogenese beim Menschen beeinflusst, führten wir kürzlich eine Studie an menschlichem fetalem BAT durch, das aus abgebrochenen Proben aufgrund von Entwicklungsstörungen gewonnen wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass Träger des TC-Allels eine höhere Expression von UCP1 im BAT aufwiesen als Träger des TT-Allels, was mit den bisherigen Beobachtungen des Teams an Mäusen übereinstimmt. Diese Entdeckung veranlasste uns, den Zusammenhang zwischen der rs1421085 T>C-Variante, Fettleibigkeit und den menschlichen evolutionären Prozessen neu zu bewerten. Könnte die Ausbreitung dieser Variante auf eine positive Selektion für die menschliche Anpassung an kalte Umgebungen zurückzuführen sein?