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.
Вам може сподобатися
-
Вчені розкривають, як віруси, приховані в нашій ДНК, контролюють наші гени
-
Ген, який відрізняється у людей і неандертальців, може пролити світло на зникнення виду, показує дослідження на мишах
-
Ген, який людські предки втратили мільйони років тому, може допомогти в лікуванні подагри
Наприклад, ховрахи можуть розвинути оборотну інсулінорезистентність, яка допомагає їм швидко набирати вагу перед зимовою сплячкою, але починає згасати, коли починається зимова сплячка. Краще розуміння того, як тварини, що впадають у сплячку, перемикають цей перемикач, може бути корисним для боротьби з інсулінорезистентністю, яка характеризує діабет 2 типу, припустив Грегг.
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.
Вам може сподобатися
-
Вчені розкривають, як віруси, приховані в нашій ДНК, контролюють наші гени
-
Ген, який відрізняється у людей і неандертальців, може пролити світло на зникнення виду, показує дослідження на мишах
-
Ген, який людські предки втратили мільйони років тому, може допомогти в лікуванні подагри
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 наголосив, 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.
ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ
— Дослідження на мишах показує, що вчені можуть ввести астронавтів, які прямують на Марс, у «анабіоз» за допомогою звукових хвиль
— «Давайте просто вивчати чоловіків і збережемо це просто»: Як виключення самок тварин з досліджень стримувало нейронауку, і може зробити це знову
— Втрата ваги може «омолодити» жирову тканину в організмі
«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, автор Live Science, навігація по соціальних мережах
Крістоф Швайгер — журналіст-фрілансер, який висвітлює переважно теми охорони здоров’я, технологій та поточних подій. Його статті публікувалися, серед інших видань, такими як Live Science, New Scientist, BioSpace та Global Investigative Journalism Network. Крістоф виступав на LBC та Times Radio. Крім того, раніше він обіймав посаду національного президента Міжнародної молодіжної палати (JCI), глобальної організації лідерства, та з відзнакою закінчив Гронінгенський університет у Нідерландах, отримавши 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
Вчені розкривають, як віруси, приховані в нашій ДНК, контролюють наші гени
Ген, який відрізняється у людей і неандертальців, може пролити світло на зникнення виду, показує дослідження на мишах
Ген, який людські предки втратили мільйони років тому, може допомогти в лікуванні подагри
Залишки стародавніх вірусів складають 40% нашого геному. Вони можуть спровокувати дегенерацію мозку.
Спеціальний захист може допомогти людським яйцеклітинам залишатися свіжими з віком організму
8-річна дитина з рідкісним, смертельним захворюванням демонструє разюче покращення після експериментального лікування
Найновіше в генетиці
Генетика: Як ми успадковуємо риси від наших предків?
Трагічна смерть у генній терапії, яка зупинила розвиток цієї галузі на десятиліття — 17 вересня 1999 року
Ген, який людські предки втратили мільйони років тому, може допомогти в лікуванні подагри
Залишки стародавніх вірусів складають 40% нашого геному. Вони можуть спровокувати дегенерацію мозку.
Вчені виявили «спіралі» в ДНК, які утворюються під тиском
Спеціальний захист може допомогти людським яйцеклітинам залишатися свіжими з віком організму
Останні новини
30 000-річний «особистий набір інструментів», знайдений у Чеській Республіці, дає «дуже рідкісний» погляд на життя мисливця-збирача кам'яної доби
Чи безпечний ацетамінофен під час вагітності? Ось що каже наука.
Загадковий космічний вибух неможливо пояснити, кажуть вчені
Фізики знайшли лазівку в принципі невизначеності Гейзенберга, не порушуючи його
Наукові новини цього тижня: проривний засіб від хвороби Хантінгтона та швидкозростаюча чорна діра, яка порушує фізику
Дерева тропічних лісів Амазонки протистоять зміні клімату, стаючи товстішими від CO2 в атмосфері
ОСТАННІ СТАТТІ
Брошки «Орел»: 1500-річні шпильки, наповнені сліпучим камінням та склом, які носили впливові жінки вестготів.
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зв'яжіться з експертами 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”: “type-news-daily,serversidehawk,videoarticle,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com