Hibernarea mamiferelor se bazează pe anumite gene pentru a-și regla metabolismele pe măsură ce intră în acel stat unic, cu energie redusă-iar oamenii poartă de fapt același ADN legat de hibernare.
Acum, cercetările timpurii sugerează că utilizarea acestui ADN particular ar putea ajuta la tratarea afecțiunilor medicale la oameni, spun oamenii de știință.
Hibernarea oferă „o mulțime de superputeri importante din punct de vedere biometric”, autorul studiului senior Christopher Gregga spus un profesor de genetică umană la Universitatea din Utah, Live Science.
De exemplu, veverițele la sol se pot dezvolta reversibil rezistență la insulină asta îi ajută să câștige rapid în greutate înainte de a hiberna, dar încep să se estompeze ca Hibernarea începe. O mai bună înțelegere a modului în care hibernatoarele ar putea fi utilă pentru abordarea rezistenței la insulină care caracterizează Diabet de tip 2A sugerat Gregg.
Animalele hibernante își protejează, de asemenea, sistemele nervoase de daunele care ar putea fi cauzate de modificări bruște ale fluxului de sânge. „Când ies din hibernare, creierul lor este reperfuzat de sânge”, a spus Gregg. „Adesea, asta ar provoca multe daune, ca un accident vascular cerebraldar au dezvoltat modalități de a împiedica daunele. “
Gregg și colegii săi consideră că se ocupă de genele legate de hibernare la oameni ar putea debloca beneficii similare.
Un „hub” al genelor de hibernare
Într -o pereche de studii publicate joi (31 iulie) în revista Science, Gregg și echipa sa au identificat pârghiile cheie care controlează genele legate de hibernare, arătând cum acestea diferă între animalele care hibernează Și cei care nu. Apoi, în experimentele de laborator, s -au aprofundat în efectele Ștergerea acestor pârghii la șoarecii de laborator.
Deși șoarecii nu hiberneazăpot intra în torp – o stare letargică de scădere a metabolismului, a mișcării și a temperaturii corpului, care durează de obicei mai puțin de o zi – după post timp de cel puțin șase ore. Acest lucru a făcut ca șoarecii să fie un model genetic adecvat pentru studierea acestor efecte.
Utilizarea tehnicii de editare a genelor CRISPRoamenii de știință au conceput șoareci cu unul dintre cele cinci elemente CIS (CRES) necodate (CRE), dezactivate sau „eliminate”. Aceste cres acționează ca pârghii pentru a controla genele care, la rândul lor, codifică proteinele care îndeplinesc funcții biologice.
CRE-urile vizate în studiu se află în apropierea unui grup de gene numit „Masa grasă și Locul legat de obezitate” sau locusul FTO, care se găsește și la om. Variantele de gene găsite în cluster au fost legate de un risc crescut de obezitate și condiții conexe. În linii mari, locusul FTO este cunoscut a fi important pentru controlul metabolismului, cheltuielilor energetice și masa corporală.
Prin eliminarea CRES, cercetătorii au reușit să schimbe greutățile șoarecilor, ratele metabolice și comportamentele de hrănire. Unele ștergeri au crescut sau au încetinit creșterea în greutate, altele au transformat rata metabolică în sus sau în jos, iar altele au afectat cât de repede au recuperat temperaturile corporale ale șoarecilor după torp, au spus cercetătorii într -un declaraţie.
Această constatare este „extrem de promițătoare”, în special, având în vedere că Locusul FTO joacă un rol cunoscut în obezitatea umană, Kelly Drewa spus un specialist în Biologia Hibernării la Universitatea din Alaska Fairbanks, a declarat Live Science într -un e -mail.
Îndepărtarea unui CRE-numit E1-la șoarecii de sex feminin i-a determinat să câștige mai multă greutate la o dietă bogată în grăsimi decât un grup de comparație cu tot ADN-ul lor intact. Ștergerea unui CRE diferit, numit E3, a schimbat comportamentul de hrănire atât al șoarecilor de sex masculin, cât și al femeilor, schimbând în special modul în care au căutat mâncare ascunsă într -o arenă.
“Acest lucru sugerează că pot exista diferențe importante de hrănire și procese decizionale între hibernatori și non-hibernatori și elementele pe care le-am descoperit ar putea fi implicate”, a spus Gregg.
Necunoscute de abordat
Autorii studiului au spus că rezultatele lor ar putea fi relevante pentru oameni, deoarece genele de bază nu diferă prea mult între mamifere. „Așa este [the mammals] Activați și opriți aceste gene în diferite momente și apoi pentru durate diferite și în diferite combinații care modelează diferite specii “, a spus Gregg.
Cu toate acestea, „cu siguranță nu este la fel de simplu ca introducerea acelorași schimbări în ADN -ul uman”, Joanna Kelleya spus un profesor specializat în genomică funcțională la Universitatea din California, Santa Cruz, a declarat Live Science într -un e -mail. „Oamenii nu sunt capabili de torparea indusă de post, care este motivul pentru care șoarecii sunt folosiți în aceste studii”, a spus Kelley, care nu a fost implicat în lucrare.
Ea a sugerat că lucrările viitoare includ animale incapabile de torp și se concentrează pe despachetarea tuturor efectelor din aval ale Cres -ului șters. Așa cum este, studiul actual „indică cu siguranță terenul într -o direcție nouă” în ceea ce privește modul în care oamenii de știință înțeleg controalele genetice care determină schimbările în hibernatoare pe tot parcursul anului, a adăugat ea.
De asemenea, Drew a subliniat că torporul la șoareci este declanșat de post, în timp ce hibernarea adevărată este declanșată de schimbări hormonale și sezoniere și Ceasuri interne. Așadar, în timp ce cres și gene, studiul identificat sunt probabil părți critice ale unui „set de instrumente” metabolic care răspunde la post, este posibil să nu fie un „comutator principal” care să pornească sau să se oprească.
„Cu toate acestea, descoperirea acestor mecanisme fundamentale într -un model tractabil precum mouse -ul este o piatră de pas neprețuită pentru cercetările viitoare”, a spus Drew.
Gregg a subliniat că rămâne mult necunoscut, inclusiv de ce efectele unor ștergeri diferă la șoarecii de sex feminin față de șoareci de sex masculin sau modul în care schimbările în comportamentul de hrănire observat la șoareci s -ar putea manifesta la om. De asemenea, echipa intenționează să cerceteze ce s-ar întâmpla dacă ar șterge mai mult de o CRE legată de hibernare la un moment dat la șoareci.
În linie, Gregg consideră că ar putea fi posibilă reglarea activității „genelor hibernației” ale oamenilor cu medicamente. Ideea ar fi că această abordare ar putea oferi beneficiile acelei activități ale genei – cum ar fi neuroprotecția – fără ca pacienții să fie nevoiți să hiberneze, a spus el.