Newswise - Hibernarea este una dintre cele mai ciudate ciudățenii ale naturii, ceea ce îi determină pe urși și alte mamifere să se împacheteze cu greutate masivă - cantități care ar fi nesănătoase pentru oameni - astfel încât să poată supraviețui luni de somn. Cu toate acestea, când aceste animale reapar, sunt la fel de potrivite ca întotdeauna. Acum, oamenii de știință ai Universității din Utah spun că au detectat noi indicii genetice despre acest fenomen care ar putea duce la o mai bună înțelegere și tratament a obezității și a tulburărilor metabolice care afectează milioane de oameni din întreaga lume.

pentru

„Hibernatorii au dezvoltat o abilitate incredibilă de a-și controla metabolismul”, spune Christopher Gregg, Ph.D., profesor asociat la Departamentul de Neurologie și Anatomie. „Metabolismul formează riscuri pentru multe boli diferite, inclusiv obezitatea, diabetul de tip 2, cancerul și boala Alzheimer. Credem că înțelegerea părților genomului care sunt legate de hibernare ne va ajuta să învățăm să controlăm riscurile pentru unele dintre aceste boli majore. O mare surpriză din noul nostru studiu este că aceste părți importante ale genomului ne-au fost ascunse în 98% din genomul care nu conține gene - obișnuiam să-l numim „ADN nedorit”. "

Studiul apare în Nov. Numărul 26, 2019 al rapoartelor de celule.

În cercetările anterioare, Gregg și Elliot Ferris, un bioinformatician din laboratorul lui Gregg, au cercetat genomele mamiferelor pentru a găsi dovezi ale unor „comutatoare” genetice sau elemente de reglare care ar putea ajuta la explicarea de ce anumite animale au evoluat „superputeri biomedicale”, cum ar fi rezistența la cancer la elefanți sau cheaguri de sânge au găsit mii de elemente genetice noi care ajută la dezvăluirea unor porțiuni din genomul uman asociate cu aceste trăsături.

În acest nou studiu, Gregg și Ferris au căutat să stabilească dacă speciile hibernante ar putea ajuta la detectarea unor părți ale genomului care joacă un rol semnificativ în controlul obezității, care este o epidemie globală.

Cercetătorii s-au concentrat asupra a patru mamifere hibernante găsite în diverse habitate din întreaga lume: veverița de sol cu ​​treisprezece căptușite, liliecul maro mic, lemurul șoarecelui gri și ariciul tenrec mai mic din Madagascar. După compararea genomului lor, echipa lui Gregg a ajuns la concluzia că aceste mamifere au evoluat independent fragmente de ADN scurte, necodificate, numite regiuni accelerate paralele. Au descoperit că aceste regiuni sunt situate în mod disproporționat lângă gene legate de obezitate la om.

Pentru a consolida această legătură, cercetătorii au examinat genele implicate în sindromul Prader-Willi (PWS), o tulburare genetică umană care declanșează pofta de mâncare nesățioasă și duce la obezitate morbidă. Au descoperit că genele legate de PWS au, de asemenea, mai multe regiuni accelerate de hibernator comparativ cu genele care nu sunt asociate cu sindromul.

Pe baza acestei și a altor constatări, Gregg și Ferris teoretizează că hibernatorii au dezvoltat modalități de a „opri” elemente genetice specifice care controlează activitatea genelor obezității în comparație cu mamiferele care nu hibernează. Aceste elemente nou descoperite ar putea îmbunătăți capacitatea noastră de a învăța cum să evaluăm și să controlăm riscurile obezității la om.

Rezultatele noastre arată că regiunile accelerate de hibernator sunt îmbogățite în apropierea genelor legate de obezitate în studiile a sute de mii de oameni, precum și în apropierea genelor legate de o formă sindromică de obezitate, spune Ferris. Prin urmare, prin adunarea datelor de la oameni și la hibernarea animalelor, am reușit să descoperim comutatoare de reglementare master de reglementare în genom pentru controlul obezității mamiferelor.

În total, cercetătorii au identificat 364 de elemente genetice potențiale care ar putea avea un rol în reglarea hibernării și a obezității. În prezent, acestea testează aceste componente la șoareci de laborator folosind tehnologia specială de editare a epigenomului CRISPR dezvoltată de Jason Gertz, Ph.D., investigator la Huntsman Cancer Institute.

Deoarece obezitatea și metabolismul formează riscuri pentru atât de multe boli diferite, descoperirea acestor părți ale genomului este o perspectivă cu adevărat interesantă, care pune bazele multor direcții importante de cercetare noi, spune Gregg. „Avem noi proiecte în curs de îmbătrânire, demență și sindrom metabolic.”

Studiul intitulat „Evoluția paralelă accelerată în hibernatorii îndepărtați dezvăluie elementele de reglementare CIS candidate și circuitele genetice care reglementează obezitatea mamiferelor”, a fost susținut de New York Stem Cell Foundation și National Institutes of Health, inclusiv subvențiile R01MH109577 și R01AG064013. Dr. Gregg este New York Cell Foundation-Robertson Neuroscience Investigator.

Despre Universitatea din Utah Health