Існують гени, які допомагають регулювати метаболічні зміни, пов’язані зі сплячкою. Деякі вчені вважають, що ця ДНК, якщо її цільово обробити, може бути корисною для здоров’я людини. (Зображення: Flavio Coelho via Getty Images)
Ссавці, що впадають у сплячку, покладаються на певні гени для коригування свого метаболізму, коли вони входять у цей унікальний низькоенергетичний стан, — і люди насправді мають ту саму ДНК, пов’язану зі сплячкою.
Тепер, кажуть вчені, ранні дослідження натякають на те, що використання цієї конкретної ДНК може допомогти в лікуванні захворювань у людей.
«Сплячка пропонує цілу низку різних біометрично важливих надздібностей», – розповів Live Science старший автор дослідження Крістофер Грегг, професор генетики людини в Університеті Юти.
Вам може сподобатися
-
Гени імунної системи пов’язані з більшим розміром мозку та довшою тривалістю життя у ссавців
-
Рідкісна генетична мутація дозволяє деяким людям процвітати, маючи лише 4 години сну.
-
Вчені розкривають, як віруси, приховані в нашій ДНК, контролюють наші гени
Наприклад, ховрахи можуть розвинути оборотну інсулінорезистентність, яка допомагає їм швидко набирати вагу перед зимовою сплячкою, але починає втрачати свою вагу, коли починається зимова сплячка. Грегг припустив, що краще розуміння того, як тварини, що впадають у сплячку, перемикають цей перемикач, може бути корисним для боротьби з інсулінорезистентністю, яка характеризує діабет 2 типу.
Тварини, що впадають у сплячку, також захищають свою нервову систему від пошкоджень, які можуть бути спричинені раптовими змінами кровотоку. «Коли вони виходять зі сплячки, їхній мозок знову наповнюється кров’ю», — сказав Грегг. «Часто це призводить до значної шкоди, як-от інсульт, але вони розробили способи запобігання цьому».
Грегг та його колеги вважають, що використання генів, пов’язаних зі сплячкою, у людей може розкрити аналогічні переваги.
«Центр» генів зимової сплячки
У парі досліджень, опублікованих у четвер (31 липня) у журналі Science, Грегг та його команда визначили ключові важелі, що контролюють гени, пов’язані зі сплячкою, показуючи, чим вони відрізняються між тваринами, які впадають у сплячку, і тими, які цього не роблять. Потім, у лабораторних експериментах, вони заглибилися у наслідки видалення цих важелів у лабораторних мишей.
Хоча миші не впадають у сплячку, вони можуть впадати в заціпеніння — летаргічний стан зі зниженим метаболізмом, рухливістю та температурою тіла, який зазвичай триває менше доби — після голодування протягом щонайменше шести годин. Це зробило мишей придатною генетичною моделлю для вивчення цих ефектів.
Використовуючи техніку редагування генів CRISPR, вчені створили мишей з деактивованим або «нокаутованим» одним із п’яти консервативних некодуючих цис-елементів (CRE). Ці CRE діють як важелі для контролю генів, які, у свою чергу, кодують білки, що виконують біологічні функції.
CRE, на які спрямоване дослідження, розташовані поблизу генного кластера під назвою «локус, пов’язаний з жировою масою та ожирінням», або локус FTO, який також виявлено у людей. Генні варіанти, виявлені в межах кластера, пов’язані з підвищеним ризиком ожиріння та пов’язаних з ним захворювань. Загалом кажучи, локус FTO відомий своєю важливістю для контролю метаболізму, витрат енергії та маси тіла.
Видаляючи CRE, дослідники змогли змінити вагу мишей, швидкість метаболізму та харчову поведінку. Деякі делеції прискорювали або уповільнювали збільшення ваги, інші збільшували або зменшували швидкість метаболізму, а деякі впливали на те, як швидко відновлювалася температура тіла мишей після заціпеніння, йдеться у заяві дослідників.
Це відкриття є «дуже перспективним», особливо враховуючи, що локус FTO відіграє добре відому роль в ожирінні людини, повідомила Live Science в електронному листі Келлі Дрю, спеціалістка з біології зимової сплячки в Університеті Аляски у Фербенксі.
Видалення одного CRE — під назвою E1 — у самок мишей призвело до того, що вони набирали більше ваги на дієті з високим вмістом жирів, ніж контрольна група з усією неушкодженою ДНК. Видалення іншого CRE, під назвою E3, змінило харчову поведінку як самців, так і самок мишей, зокрема змінило те, як вони шукали їжу, заховану на арені.
«Це свідчить про те, що між тими, хто впадає в сплячку, та тими, хто її не впадає, можуть існувати важливі відмінності в процесах пошуку їжі та прийняття рішень, і виявлені нами елементи можуть бути пов’язані з цим», – сказав Грегг.
Невідомі питання, які потрібно вирішити
Автори дослідження заявили, що їхні результати можуть бути актуальними для людей, оскільки гени, що лежать в їх основі, не сильно відрізняються у ссавців. «Саме те, як [ссавці] вмикають і вимикають ці гени в різний час, а потім на різний період часу та в різних комбінаціях, формує різні види», — сказав Грегг.
Однак, «це точно не так просто, як внести ті самі зміни в ДНК людини», – сказала в електронному листі виданню Live Science Джоанна Келлі, професорка Каліфорнійського університету в Санта-Круз, яка спеціалізується на функціональній геноміці. «Люди не здатні до заціпеніння, викликаного голодуванням, саме тому в цих дослідженнях використовуються миші», – сказала Келлі, яка не брала участі в цій роботі.
Вона запропонувала включати в майбутні дослідження тварин, нездатних до заціпеніння, та зосередитися на розкритті всіх наслідків видалення CRE. На даний момент поточне дослідження «безумовно вказує новий напрямок» щодо того, як вчені розуміють генетичні механізми, що впливають на зміни у тварин, що сплять протягом року, додала вона.
Дрю також підкреслив, що заціпеніння у мишей викликається голодуванням, тоді як справжня сплячка викликається гормональними та сезонними змінами, а також внутрішнім годинником. Тож, хоча CRE та гени, виявлені в дослідженні, ймовірно, є критично важливими частинами метаболічного «інструментарію», який реагує на голодування, вони можуть не бути «головним вимикачем», який вмикає або вимикає сплячку.
«Тим не менш, розкриття цих фундаментальних механізмів у такій зручній моделі, як миша, є безцінним кроком для майбутніх досліджень», — сказав Дрю.
Грегг наголосив, що багато чого залишається невідомим, зокрема, чому наслідки деяких делецій відрізнялися у самок мишей порівняно з самцями, або як зміни в поведінці пошуку їжі, що спостерігаються у мишей, можуть проявлятися у людей. Команда також планує дослідити, що станеться, якщо вони видалять більше одного CRE, пов’язаного з гібернацією, одночасно у мишей.
Грегг вважає, що згодом можна буде змінити активність людських “генів-центрів гібернації” за допомогою ліків. Ідея полягає в тому, що цей підхід може забезпечити переваги активності цих генів, такі як нейропротекція, без необхідності для пацієнтів фактично впадати в сплячку, сказав він.
Крістоф Швайгер Навігація по соціальних посиланнях
Крістоф Швайгер — журналіст-фрілансер. Його основні напрямки діяльності — наука, технології та актуальні події. Його роботи публікувалися в низці відомих видань у різних країнах. Коли він не зайнятий веденням дискусій, Швайгер також є постійним гостем у різних новинних програмах та шоу. Він любить бути активним і регулярно допомагає організаціям, які відстоюють справи, близькі його серцю. Швайгер має ступінь магістра журналістики.
Ви повинні підтвердити своє публічне ім’я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім’я для відображення.
Вийти Читати далі
Гени імунної системи пов’язані з більшим розміром мозку та довшою тривалістю життя у ссавців
Рідкісна генетична мутація дозволяє деяким людям процвітати, маючи лише 4 години сну.
Вчені розкривають, як віруси, приховані в нашій ДНК, контролюють наші гени
Спортсмени на витривалість, які мають гени неандертальців, можуть бути стримані від досягнення свого піку
8-річна дитина з рідкісним, смертельним захворюванням демонструє значне покращення після експериментального лікування
Яка частина вашого ризику захворювання є генетичною? Це складно. Найновіше в генетиці
Вчені розкривають, як віруси, приховані в нашій ДНК, контролюють наші гени
Найкраща карта геному людини виявляє «приховані» ділянки ДНК
8 немовлят врятовано від потенційно смертельних спадкових захворювань завдяки новому випробуванню ЕКЗ «донорство мітохондрій»
Чому так багато чоловіків страждають на дальтонічну сліпоту?
Як ДНК використовується для ідентифікації жертв масових катастроф?
Уперше вроджену глухоту у підлітків та дорослих лікують за допомогою нової генної терапії.
Сканування показує, що коли ваш розум «порожній», активність вашого мозку нагадує глибокий сон
Екватор Плутона можуть оточувати шипи метанового льоду розміром з хмарочос
Вчені розкривають, як віруси, приховані в нашій ДНК, контролюють наші гени
Земля, Марс, Венера — і давно втрачена планета — можливо, колись «вальсували» в ідеальній гармонії навколо Сонця
Дивіться «гіперреалістичні» реконструкції двох сестер кам’яної доби, які працювали у жорстокій шахті в Чеській Республіці 6000 років тому
Перші у своєму роді кадри зафіксували дивних морських істот, що процвітають у надзвичайних глибинах океану ОСТАННІ СТАТТІ
Дивіться «гіперреалістичні» реконструкції двох сестер кам’яної доби, які працювали у жорстокій шахті в Чеській Республіці 6000 років тому.
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зверніться до експертів Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар’єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “тип-новини-щоденно,serversidehawk,відеоартикл,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com