Miks teadlased rasvumise vastu võitlemiseks talveunerežiimi uurivad
Paljud imetajad võtavad sügisel kaalus juurde ja muutuvad insuliiniresistentseks. Need muutused on aga kergesti pöörduvad ja imetajatel ei teki enam ühtegi ebatervislikku sümptomit. Teadlaste arvates peitub selle seletus talveunega seotud mehhanismides.
Pildikrediit: Ann Froschaueri / USA väike pruun nahkhiir. Kala- ja elusloodusteenistus / Wikimedia Commonsi kaudu
Teadlased on tunnistanud tõsiasja, et suurel hulgal loomadel on "supervõimed".
Täpsemalt, samad tingimused, mis mõjutavad inimest - mõned neist võivad olla eluohtlikud - ei pruugi loomi üldse mõjutada.
Kaks sellist näidet on elevandid ja vaalad, kelle vähirisk on praktiliselt null. Teistel loomadel ei teki tõenäoliselt metaboolseid seisundeid, näiteks rasvumist. Miks on see?
Teadlased Elliott Ferris ja Christopher Gregg Utahi ülikoolist Salt Lake Citys usuvad, et talveunne võib olla sellega seotud.
Paljud imetajad kogu maailmas jäävad talveperioodil magama. Talveunerežiimi iseloomustab unerežiimi sisenemine, kus kehatemperatuur langeb, hingamine aeglustub, süda lööb aeglasemalt ja kõik muud metaboolsed (automatiseeritud, isereguleeruvad füsioloogilised protsessid) aeglustuvad.
See võimaldab talveunestunud loomadel talvekuudel ellu jääda, kui toitu napib ja elutingimused vähem sõbralikud.
Nagu Ferris ja Gregg oma ajakirja uues uurimustöös märgivad Lahtriaruanded, paljud talveunestunud loomad omavad talveunne kogunemisel tegelikult palju kaalu. Need muutuvad ka insuliiniresistentseks.
Need on kaks rasvumisele iseloomulikku aspekti. Kuid talveunes magavate loomade puhul tähendavad need ainult seda, et loomad pääsevad talvekuudel õigeaegselt juurde rasvavaruks.
Erinevalt sellest, kui inimestel tekib rasvumine, võivad talveunestajad hiljem lisaraskuse hõlpsalt langetada ja nende keha muudab insuliiniresistentsuse automaatselt vastupidiseks. Samuti ei arene talveunes magavatel imetajatel erinevalt ülekaalulistest inimestest hüpertensioon ega madala astme põletik, mis mõlemad võivad põhjustada täiendavaid terviseprobleeme.
Nendel põhjustel usuvad Ferris ja Gregg, et mõned talveunerežiimi reguleerimisega seotud geneetilised mehhanismid võivad mängida rolli ka rasvumise kontrollimisel.
Kodeerimata DNA saladuste tekitamine
"Hibernatoritel on arenenud uskumatu võime oma ainevahetust kontrollida," selgitab Utahi ülikooli neuroloogia ja anatoomia kateedri dotsent Gregg.
"Ainevahetus mõjutab paljude erinevate haiguste, sealhulgas rasvumise, II tüüpi diabeedi, vähi ja Alzheimeri tõve riske," lisab ta. "Usume, et talveunega seotud genoomi osade mõistmine aitab meil õppida kontrollima mõnede nende peamiste haiguste riske."
"Meie uue uuringu suur üllatus on see, et need olulised genoomi osad olid meie eest peidetud 98% ulatuses geene mittesisaldavas genoomis - me kutsusime seda varem" rämps-DNA-ks "," ütleb Gregg.
Uue uuringu jaoks analüüsisid Gregg ja Ferris nelja talveunestunud imetajaliigi genoomi: kolmeteistkümnega vooderdatud orav, väike pruun nahkhiir, hall hiire leemur ja väiksem siil tenrec.
Nende liikide genoomide võrdlemisel leidsid teadlased, et nad kõik on iseseisvalt arenenud - lühikeste DNA sektsioonide seeria, mida nimetatakse paralleelselt kiirendatud piirkondadeks.
Kiirendatud piirkonnad eksisteerivad ka inimestel, ehkki teadlased mõistavad neist vähe. Teadlased teavad seni, et kiirendatud piirkondades on mittekodeeriv DNA ja et need ei muutunud palju, kui imetajad arenesid läbi aegade.
Välja arvatud inimesed, st need, kelles nad hakkasid äkitselt muutuma ja muutuma umbes sel ajal, kui me oma primaatide "nõbudest" lahutasime.
Pärast andmete täiendavat analüüsimist märkasid teadlased, et paralleelselt kiirendatud piirkonnad tunduvad inimeste rasvumisega seotud geenide lähedal.
Kiirendatud piirkondade ja rasvumise kontrolli all mängivate geenide vahelise seose kinnitamiseks analüüsisid Gregg ja Ferris seejärel väga spetsiifilist geenikomplekti: need, mis juhivad Prader-Willi sündroomi, mis on inimese haruldane geneetiline seisund.
Muude sümptomite hulgas iseloomustab seda seisundit liigne isu, mis võib põhjustada ebatervislikku kehakaalu tõusu ja rasvumist.
Prader-Willi sündroomiga seotud geene vaadates leidsid teadlased, et neid geene seostatakse rohkem talveunestaja kiirendatud piirkondadega, võrreldes geenidega, millel selles geneetilises seisundis rolli polnud.
Uute teadusuuringute aluste rajamine
Nende tulemuste põhjal pakuvad Gregg ja Ferris nüüd, et talveunestunud loomadel võivad olla välja arenenud mehhanismid, mis võimaldavad neil teatud rasvumisega seotud geenide aktiivsust automaatselt "välja lülitada". See ei kehti mitteinhibeerivate imetajate puhul.
Uurijad tuvastasid ka koguni 364 geneetilist elementi, mis võivad aidata nii talveunerežiimi reguleerida kui ka rasvumist kontrollida.
"Meie tulemused näitavad, et talveunestaja kiirendatud piirkonnad on rikastatud rasvumisega seotud geenide lähedal nii sadade tuhandete inimeste kui ka ülekaalulisuse sündroomivormiga seotud geenide läheduses," ütleb Ferris.
"Seetõttu suutsime inimeste ja talveunestunud loomade andmete koondamise abil avastada genoomis kandidaatide peamised regulatiivsed lülitid imetajate rasvumise kontrollimiseks," lisab ta.
Spetsiaalse geenitöötlustehnoloogia abil katsetavad teadlased praegu nende 364 geneetilise elemendi rolli hiiremudelites. Nad loodavad, et nende leiud aitavad lõpuks leida viisi mitte ainult rasvumise, vaid ka muude metaboolsete mehhanismidega seotud seisundite kontrollimiseks.
„Kuna rasvumine ja ainevahetus kujundavad nii paljude erinevate haiguste riske, on nende genoomi osade avastamine tõeliselt põnev teadmine, mis paneb aluse paljudele olulistele uutele uurimissuundadele. Meil on väljatöötamisel uued projektid vananemise, dementsuse ja metaboolse sündroomi kohta. "
Christopher Gregg
