изучаване

Ампаро Толоса, Генотип

Някои животни, като тринадесет-райетата земна катерица, намаляват телесната си температура и метаболитната си активност през зимата в процес, известен като хибернация. Изображение: Фил Майърс, Музей по зоология, Университет на Мичиган.

За да се справят със суровите неблагоприятни зимни условия, някои видове бозайници намаляват телесната си температура и метаболитната си активност в процес, известен като хибернация. Една от стратегиите на тези бозайници да оцелеят през дългия период на хибернация е натрупването на телесни мазнини, действие, което е нездравословно и близко до затлъстяването, което ще осигури енергията, необходима за справяне със съня и гладуването.

От изследването на различни видове бозайници, които зимуват и не хибернират, екип от изследователи от Университета в Юта е идентифицирал някои от елементите на генетичната програма за хибернация, които биха могли да бъдат от значение за изследването на генетичните основи на хибернацията. затлъстяване.

Влизането и излизането от зимен сън изискват животните да контролират прецизно своя метаболизъм и да го адаптират към всеки сезон. За него, те се нуждаят от генетична програма, която гарантира, че участващите гени се изразяват, когато и в необходимото количество. За да идентифицират част от тази програма, изследователите са анализирали геномите на четири вида, които са се развили отделно, за да използват хибернацията като стратегия за справяне със зимата, паралелно с геномите на други бозайници, които не хибернират, като слона или човека битие.

„Хибернаторите са се превърнали в невероятна способност да контролират метаболизма си“, казва Кристофър Грег, доцент в Катедрата по неврология и анатомия в Университета в Юта, и един от авторите на работата. „Метаболизмът формира рисковете от много различни заболявания, като затлъстяване, диабет тип 2, рак или болест на Алцхаймер. Вярваме, че разбирането на частите от генома, свързани с хибернация, ще ни помогне да се научим да контролираме рисковете за някои от тези важни заболявания. " Изследователят подчертава, че основната изненада на проучването е да се установи, че частите от генома, участващи в хибернация, се намират в областта на генома, която не кодира протеини.

От различни геномни биоинформативни подходи, Изследователите идентифицират запазени некодиращи региони в геномите на различните видове, които показват признаци на ускорена еволюция при зимуващи бозайници. Тези региони на генома са предимно близки до гени, които придават чувствителност към затлъстяване при хората, включително гена FTO.

По-конкретно, признаците на ускорена еволюция се откриват в региони, свързващи протеини, които участват в регулирането на генната експресия, региони, които изследователите смятат, че кандидат-регулаторните точки се намесват в затлъстяването при хората.

За да се засили връзката между хибернацията и затлъстяването, изследователите анализираха как гените на пациентите със синдром на Prader Willi (при които един от най-представителните симптоми е затлъстяването и загубата на контрол на апетита) и контрола на хората се изразяват в хипоталамуса. Този мозъчен регион регулира, наред с други функции, контрола на теглото и поведението по отношение на приема на храна. В този случай изследователите установяват, че гените, участващи в синдрома на Прадер Уили, също показват обогатяване в региони на ускорена еволюция, свързани с хибернация.

От получените резултати, Изследователите предполагат, че зимуващите животни са разработили механизми за инактивиране на регулаторни елементи в генома, които контролират активността на гените, свързани със затлъстяването.

"Нашите резултати показват, че ускорените региони, присъстващи при зимуващи животни, са обогатени близо до гени, свързани със затлъстяването, в проучвания на стотици хиляди хора, както и до гени, свързани със синдромна форма на затлъстяване", подчертава Елиът Ферис, изследовател в лабораторията на Грег и автор на произведението. "Следователно, чрез обединяване на данни от хибернация на хора и животни, успяхме да разкрием кандидат-регулаторни превключватели в генома, които контролират затлъстяването при бозайници.".

Справка: Ferris E, et al. Паралелната ускорена еволюция при далечните зимни спячки разкрива кандидат-циментовите елементи и генетичните вериги, регулиращи затлъстяването при бозайници. Клетъчни отчети. 2019. Doi: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.10.102

Източник: Хиберниращите бозайници будят надежда за генетични решения на затлъстяването, метаболитните заболявания. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-11/uouh-hma112119.php

Ако тази новина ви е харесала и искате да научите повече за генетиката в медицината, интересувате се от нашите курсове. Тук имате повече информация.