Ortholog genes from cactophilic Drosophila provide insight into human adaptation to hallucinogenic cacti

Autores
Padro, Julian; de Panis, Diego Nicolás; Luisi, Pierre; Dopazo, Hernán Javier; Szajnman, Sergio Hernan; Hasson, Esteban Ruben; Soto, Ignacio Maria
Año de publicación
2022
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Cultural transformations of lifestyles and dietary practices have been key drivers of human evolution. However, while most of the evidence of genomic adaptations is related to the hunter-gatherer transition to agricultural societies, little is known on the influence of other major cultural manifestations. Shamanism is considered the oldest religion that predominated throughout most of human prehistory and still prevails in many indigenous populations. Several lines of evidence from ethno-archeological studies have demonstrated the continuity and importance of psychoactive plants in South American cultures. However, despite the well-known importance of secondary metabolites in human health, little is known about its role in the evolution of ethnic differences. Herein, we identified candidate genes of adaptation to hallucinogenic cactus in Native Andean populations with a long history of shamanic practices. We used genome-wide expression data from the cactophilic fly Drosophila buzzatii exposed to a hallucinogenic columnar cactus, also consumed by humans, to identify ortholog genes exhibiting adaptive footprints of alkaloid tolerance. Genomic analyses in human populations revealed a suite of ortholog genes evolving under recent positive selection in indigenous populations of the Central Andes. Our results provide evidence of selection in genetic variants related to alkaloids toxicity, xenobiotic metabolism, and neuronal plasticity in Aymara and Quechua populations, suggesting a possible process of gene-culture coevolution driven by religious practices.
Fil: Padro, Julian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; Argentina
Fil: de Panis, Diego Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina
Fil: Luisi, Pierre. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Filosofía y Humanidades; Argentina. Instituto Pasteur; Francia
Fil: Dopazo, Hernán Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina
Fil: Szajnman, Sergio Hernan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Unidad de Microanálisis y Métodos Físicos en Química Orgánica; Argentina
Fil: Hasson, Esteban Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina
Fil: Soto, Ignacio Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina
Materia
ALKALOIDS ADAPTATION
CENTRAL ANDES
HALLUCINOGENIC CACTUS
INDIGENOUS POPULATIONS
SHAMANIC PRACTICES
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
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Institución
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Several lines of evidence from ethno-archeological studies have demonstrated the continuity and importance of psychoactive plants in South American cultures. However, despite the well-known importance of secondary metabolites in human health, little is known about its role in the evolution of ethnic differences. Herein, we identified candidate genes of adaptation to hallucinogenic cactus in Native Andean populations with a long history of shamanic practices. We used genome-wide expression data from the cactophilic fly Drosophila buzzatii exposed to a hallucinogenic columnar cactus, also consumed by humans, to identify ortholog genes exhibiting adaptive footprints of alkaloid tolerance. Genomic analyses in human populations revealed a suite of ortholog genes evolving under recent positive selection in indigenous populations of the Central Andes. 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Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; ArgentinaFil: Soto, Ignacio Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. 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