Зимуючі ссавці викликають надію на генетичні рішення для ожиріння, метаболічних захворювань

За новинами - сплячка - одна з найдивніших химерностей природи, яка спонукає ведмедів та інших ссавців збирати величезну вагу - кількість, яка була б нездоровою для людини - щоб вони могли пережити місяці сну. І все ж, коли ці тварини знову з’являються, вони підходять як завжди. Зараз вчені з охорони здоров’я Університету Юти заявляють, що виявили нові генетичні підказки про це явище, які можуть призвести до кращого розуміння та лікування ожиріння та метаболічних розладів, які страждають мільйони людей у ​​всьому світі.

рішення

«Гібернатори розвинули неймовірну здатність контролювати свій метаболізм, - говорить Крістофер Грегг, доктор філософії, доцент кафедри неврології та анатомії. «Метаболізм формує ризики для багатьох різних захворювань, включаючи ожиріння, діабет 2 типу, рак та хворобу Альцгеймера. Ми віримо, що розуміння частин геному, пов’язаних із сплячкою, допоможе нам навчитися контролювати ризики деяких цих основних захворювань. Великим сюрпризом нашого нового дослідження є те, що ці важливі частини геному були приховані від нас у 98 відсотках геному, який не містить генів - ми звикли називати це «сміттєвою ДНК».

Дослідження з’являється у випуску Cell Reports від 26 листопада 2019 року.

У попередніх дослідженнях Грегг та Елліот Ферріс, біоінформатик із лабораторії Грегга, обшукували геноми ссавців, щоб виявити докази генетичних "перемикачів" або регуляторних елементів, які можуть допомогти пояснити, чому деякі тварини розвинули "біомедичні наддержави", такі як стійкість до раку у слонів або згусток крові Вони виявили тисячі нових генетичних елементів, які допомагають виявити частини людського геному, пов'язані з цими ознаками.

У цьому новому дослідженні Грегг та Ферріс намагалися визначити, чи можуть зимуючі види допомогти виявити частини геному, які відіграють значну роль у контролі ожиріння, що є глобальною епідемією.

Дослідники зосередились на чотирьох сплячих зимуючих ссавцях, що зустрічаються в різних середовищах існування у всьому світі: тринадцятирядкова ховрус, маленька коричнева кажан, сірий мишачий лемур та менший їжак з Мадагаскару. Порівнявши свої геноми, команда Грегга дійшла висновку, що ці ссавці самостійно розвинули короткі некодуючі фрагменти ДНК, які називаються паралельними прискореними регіонами. Вони виявили, що ці регіони непропорційно розташовані поблизу генів, пов'язаних із ожирінням у людей.

Щоб закріпити цей зв’язок, дослідники дослідили гени, які беруть участь у синдромі Прадера-Віллі (PWS), генетичному розладі людини, який викликає ненаситний апетит і призводить до патологічного ожиріння. Вони виявили, що гени, пов'язані з PWS, також мають більше областей, прискорених для сплячки, в порівнянні з генами, не пов'язаними з синдромом.

Виходячи з цього та інших висновків, Грегг та Ферріс вважають, що сплячки сформували способи "вимкнення" конкретних генетичних елементів, що контролюють активність генів ожиріння, порівняно із ссавцями, які не впадають у сплячку. Ці нещодавно виявлені елементи можуть покращити нашу здатність вчитися оцінювати та контролювати ризик ожиріння у людей.

"Наші результати показують, що регіони, прискорені сплячим сплячим, збагачуються поблизу генів, пов'язаних з ожирінням, в дослідженнях сотень тисяч людей, а також поблизу генів, пов'язаних із синдромною формою ожиріння", - говорить Ферріс. "Таким чином, об'єднавши дані від людей та зимових сплячок, ми змогли розкрити кандидати на головних регуляторних перемикачів у геномі для контролю ожиріння ссавців".

Загалом дослідники визначили 364 потенційні генетичні елементи, які можуть відігравати роль у регулюванні сплячки та ожиріння. В даний час вони випробовують ці компоненти на лабораторних мишах за допомогою спеціалізованої технології редагування епігенома CRISPR, розробленої Джейсоном Герцем, доктором наук, дослідником Інституту раку Хантсмена.

"Оскільки ожиріння та метаболізм формують ризики для багатьох різних захворювань, відкриття цих частин геному є справді захоплюючим розумінням, яке закладає основи для багатьох важливих нових напрямків досліджень", - говорить Грегг. "У нас з’являються нові проекти щодо старіння, деменції та метаболічного синдрому".

Дослідження під назвою "Паралельна прискорена еволюція у віддалених сплячих режимах виявляє кандидати на регулювання цис-регуляторними елементами та генетичні схеми, що регулюють ожиріння ссавців", було підтримане Фондом стовбурових клітин Нью-Йорка та Національними інститутами охорони здоров'я, включаючи гранти R01MH109577 та R01AG064013. Доктор Грегг - Нью-Йоркський фонд клітин - Робертсон Невролог.

Про університет охорони здоров’я штату Юта