Два новых исследования исследователей Университета Юты дают представление о том, как разблокировать эти спящие способности, открывая дверь для разработки методов лечения, которые могут обратить вспять нейродегенерацию и диабет.
Изучение эволюции гибернаторов, таких как некоторые ежи, летучие мыши, наземные белки и лемуры, могло выявить секреты их замечательной устойчивости. ИЗОБРАЖЕНИЕ КРЕДИТ: Крисси Ричардс.
Генный кластер, называемый жирной массой и ожирением (FTO), играет важную роль в способностях Hibernators. Интересно, что у людей тоже есть эти гены.
«Что поразительно в этом регионе, так это то, что он является самым сильным генетическим фактором риска ожирения», – сказал профессор Университета Юты Крис Грегг, старший автор по обоим исследованиям.
«Но сгибатели, кажется, способны использовать гены в локусе FTO по -новому в своих интересах».
Профессор Грегг и его коллеги определили специфические для гибернатора области ДНК, которые находятся рядом с локусом FTO и регулируют активность соседних генов, настраивая их вверх или вниз.
Они предполагают, что корректировка активности соседних генов, в том числе в локусе FTO или рядом с ним, позволяет спящим спящим спящим на фунтах, прежде чем поселиться на зиму, а затем медленно используют свои жировые запасы для энергии на протяжении всей спячки.
Действительно, специфичные для гибернатора регуляторные области за пределами локуса FTO кажутся решающими для настройки метаболизма.
Когда исследователи мутировали эти специфичные для гибернатора регионы у мышей, они увидели изменения в весе и метаболизме мышей.
Некоторые мутации ускорили или замедлили увеличение веса в определенных диетических условиях; Другие повлияли на способность восстанавливать температуру тела после состояния, подобного спячке, или настройки общей скорости метаболизма вверх или вниз.
Интересно, что специфичные для гибернатора области ДНК, которые идентифицировали исследователи, не были сами гены.
Вместо этого регионы были последовательностями ДНК, которые контактируют с близлежащими генами и поворачивают их экспрессию вверх или вниз, как дирижер оркестра, который настраивает громкость многих музыкантов.
«Это означает, что мутирование одного региона, специфичного для сгибания, имеет широкие эффекты, выходящие далеко за пределы локуса FTO»,-сказала доктор Сьюзен Стейнванд из Университета Юты Сьюзан Стейнванд. Первое исследованиеПолем
«Когда вы нокауете один из этих элементов – этот крошечный, казалось бы, незначительный область ДНК – активность сотен генов меняется. Это довольно удивительно».
Понимание метаболической гибкости гибернаторов может привести к лучшему лечению метаболических нарушений человека, таких как диабет 2 типа.
«Если бы мы могли регулировать наши гены немного больше похожих на спящие Второе исследованиеПолем
Поиск генетических областей, которые могут позволить спячку, является проблемой, сродни раскопки игл из массивного сена ДНК.
Чтобы сузить вовлеченные регионы, ученые использовали несколько независимых технологий всего генома, чтобы спросить, какие регионы могут иметь отношение к гибернации.
Затем они начали искать перекрытие между результатами каждой техники.
Во -первых, они искали последовательности ДНК, которые разделяют большинство млекопитающих, но недавно изменившись в Hibernators.
«Если регион не сильно меняется от видов на виды более 100 миллионов лет, но затем быстро и резко меняется у двух спящих млекопитающих, то мы думаем, что это указывает нам на то, что важно, в частности, для спячки», – сказал доктор Феррис.
Чтобы понять биологические процессы, лежащие в основе зимней спячки, исследователи проверяли и идентифицировали гены, которые появляются или опускаются во время поста у мышей, которые запускают метаболические изменения, аналогичные спячке.
Затем они обнаружили гены, которые действуют как центральные координаторы, или центры этих вызванных потоном изменений в генной активности.
Многие из областей ДНК, которые недавно изменились в Hibernators, также, по -видимому, взаимодействовали с этими центральными координирующими генами концентратора.
Из -за этого авторы ожидают, что эволюция спячки требует конкретных изменений в управлении генами концентраторов.
Эти элементы управления включают в себя короткий список элементов ДНК, которые являются направлением для будущего расследования.
Большинство изменений, связанных с гибернатором в геноме, по-видимому, нарушают функцию определенных фрагментов ДНК, а не выполняют новую функцию.
Это намекает на то, что гибернаторы могут потерять ограничения, которые в противном случае предотвратили бы крайнюю гибкость в способности контролировать метаболизм.
Другими словами, возможно, что человеческий термостат заблокирован в узком диапазоне непрерывного потребления энергии. Для спящих спящих, эта блокировка может исчезнуть.
Священные спячки могут обратить вспять нейродегенерацию, избегать атрофии мышц, оставаться здоровыми, несмотря на огромные колебания веса и демонстрировать улучшение старения и долголетия.
Исследователи считают, что их выводы показывают, что у людей, возможно, уже есть необходимый генетический код, чтобы иметь сходные сверхспособности, похожие на сгибатель,-если мы можем обойти некоторые из наших метаболических переключателей.
«У людей уже есть генетическая структура», – сказал доктор Стейнванд.
«Нам просто нужно определить переключатели управления для этих черт сгибания».
«Узнав, как исследователи могли бы помочь придать такую же устойчивость людям».
«Если это скрыто в геноме, который мы уже получили, мы могли бы учиться у Hibernators, чтобы улучшить наше собственное здоровье».
Результаты появляются в двух бумагах в журнал НаукаПолем
_____
Сьюзен Стейнванд и дрПолем 2025. Консервативные некодирующие цис -элементы, связанные с гибернацией, модулируют метаболическую и поведенческую адаптацию у мышей. Наука 389 (6759): 501-507; doi: 10.1126/science.adp4701
Эллиот Феррис и дрПолем 2025. Геномная конвергенция у спящих млекопитающих выясняет генетику метаболической регуляции в гипоталамусе. Наука 389 (6759): 494-500; doi: 10.1126/science.adp4025
1754336434
#Суперспособные #спящие #животные #могут #скрываться #ДНК #человека
2025-08-04 19:16:00
Читайте также
