Oamenii nu sunt singurele mamifere care iubesc zahărul. Și liliecii cu fructe mănâncă până la de două ori greutatea lor corporală în fructe dulci pe zi. Cu toate acestea, spre deosebire de oameni, liliecii cu fructe prosperă cu o dietă bogată în zahăr. Ei pot scad mai repede glicemia decât liliecii care se bazează pe insecte ca principală sursă de hrană.
Suntem o echipa de biologi și bioinginerii. Determinarea modului în care liliecii cu fructe au evoluat pentru a se specializa într-o dietă bogată în zahăr ne-a trimis într-o încercare de a aborda terapia diabetului dintr-un unghi neobișnuit – unul care ne-a trimis până la Lamanai, Belize, pentru Belize Bat-a-thono adunare anuală în care cercetătorii colectează și studiază liliecii. Diabetcel a noua cauză de deces în 2019poate apărea atunci când organismul nu este capabil să proceseze eficient zahărul, ceea ce duce la excesul de glucoză în sânge.
În cercetarea noastră recent publicată în Comunicarea naturiinoi și colegii Seungbyn Baek și Martin Hemberg a folosit o tehnologie care analizează ADN a celulelor individuale pentru a compara instrucțiunile metabolice unice codificate în genomul liliecilor din Jamaica, Artibeus jamaicensis, cu cei din genomul liliacului maro mare care mănâncă insecte, Eptesicus fuscus.
Aproximativ 2% din ADN este compus din gene, care sunt segmente de ADN care conțin instrucțiunile pe care celulele le folosesc pentru a crea anumite trăsături, cum ar fi un limba mai lungă la liliecii de fructe. Celelalte 98% sunt segmente de ADN care reglează genele și determină prezența și absența trăsăturilor pe care le codifică.
Pentru a înțelege cum au evoluat liliecii cu fructe pentru a consuma atât de mult zahăr, am vrut să identificăm diferențele genetice și celulare dintre liliecii care mănâncă fructe și liliecii care mănâncă insecte. Mai exact, am analizat genele, ADN-ul de reglare și tipurile de celule din două organe semnificative implicate în bolile metabolice: pancreasul și rinichiul.
Pancreasul reglează zahărul din sânge și pofta de mâncare secretând hormoni precum insulina, care scad zahăr din sângeși glucagon, care crește glicemia. Am descoperit că liliecii cu fructe jamaicani au mai multe celule producătoare de insulină și glucagon decât liliecii maro mari, împreună cu ADN-ul de reglementare care amorsează celulele pancreatice de lilieci de fructe pentru a iniția producția de insulină și glucagon. Împreună, acești doi hormoni lucrează pentru a menține nivelul de zahăr din sânge echilibrat chiar și atunci când liliecii din fructe mănâncă cantități mari de zahăr.
Rinichiul filtrează deșeurile metabolice din sânge, menține echilibrul de apă și sare și reglează tensiunea arterială. Rinichii liliecilor cu fructe trebuie să fie echipați pentru a elimina din sângele lor cantitățile mari de apă care provin din fructe, păstrând în același timp cantitățile scăzute de sare din fructe. Am descoperit că liliecii din Jamaica și-au ajustat compoziția celulelor renale în conformitate cu dieta lor, reducerea numărului de celule care concentrează urina astfel încât urina lor este mai diluată cu apă în comparație cu liliecii mari, maro.
De ce contează
Diabetul este una dintre cele mai scumpe boli cronice din lume. The SUA au cheltuit 412,9 miliarde USD în 2022 privind costurile medicale directe și costurile indirecte legate de diabet.
Cele mai multe abordări pentru dezvoltarea de noi tratamente pentru diabet se bazează pe animale tradiționale de laborator, cum ar fi șoarecii, deoarece sunt ușor de reprodus și de studiat într-un laborator. Dar în afara laboratorului, există mamifere precum liliecii de fructe care au evoluat de fapt pentru a rezista la încărcături mari de zahăr. Înțelegerea modului în care aceste mamifere se confruntă cu încărcăturile mari de zahăr poate ajuta cercetătorii să identifice noi abordări pentru tratarea diabetului.
Prin aplicarea noilor tehnologii de caracterizare celulară asupra acestor organisme non-model sau asupra organismelor pe care cercetătorii nu le folosesc de obicei pentru cercetarea în laborator, noi și un număr tot mai mare de cercetători arătăm că natura ar putea fi valorificată pentru a dezvolta noi abordări de tratament pentru boli.
Ceea ce încă nu se știe
În timp ce studiul nostru a dezvăluit multe potențiale ținte terapeutice pentru diabet, trebuie făcute mai multe cercetări pentru a demonstra dacă secvențele noastre de ADN de lilieci de fructe pot ajuta la înțelegerea, gestionarea sau vindecarea diabetului la oameni.
Unele dintre descoperirile noastre de lilieci cu fructe pot să nu aibă legătură cu metabolismul sau sunt specifice numai liliecilor cu fructe din Jamaica. Sunt aproape 200 de specii de lilieci cu fructe. Studierea mai multor lilieci va ajuta cercetătorii să clarifice care secvențe de ADN de lilieci de fructe sunt relevante pentru tratamentul diabetului.
Studiul nostru s-a concentrat, de asemenea, doar pe pancreasul și rinichii liliecilor. Analizarea altor organe implicate în metabolism, cum ar fi ficatul și intestinul subțire, va ajuta cercetătorii să înțeleagă mai cuprinzător metabolismul liliecilor de fructe și să conceapă tratamente adecvate.
Ce urmeaza
Echipa noastră testează acum secvențele de reglementare ADN care le permit liliecilor din fructe să mănânce atât de mult zahăr și verifică dacă le putem folosi pentru a regla mai bine modul în care oamenii răspund la glucoză.
Facem asta de schimbând secvențele ADN reglatoare la șoareci cu cele ale liliecilor de fructe și testarea efectelor acestora asupra cât de bine își gestionează acești șoareci nivelul de glucoză.
Acest articol editat este republicat din Conversatia sub o licență Creative Commons. Citeste Articol original.