Os pesquisadores seguem as grandes potências da hibernação ao DNA comum

Os animais que são incrivelmente flexíveis. Eles podem passar meses sem comida ou água, os músculos rejeitam a atrofia e a temperatura corporal diminui para quase congelar, à medida que o metabolismo e a atividade cerebral são lentos no rastreamento. Quando saem da hibernação, se recuperam de mudanças graves de saúde semelhantes às observadas no diabetes tipo 2, na doença de Alzheimer e no derrame.

Novas pesquisas genéticas indicam que os grandes poderes dos animais que podem ser ocultos em nosso DNA e fornecem evidências sobre como abri -los e abrir as portas para o desenvolvimento de tratamentos um dia podem refletir degeneração nervosa e diabetes.

Dois estudos são publicados descrevendo os resultados em Ciências.

Genética

Os pesquisadores descobriram que o grupo de genes chamados “FTO” é um papel importante na hibernação. É interessante que os humanos tenham esses genes também. “O que chama a atenção para essa região é que é o fator de risco genético mais poderoso para a obesidade humana”, diz Chris Greg, um doutorado, professor de biologia neural, anatomia e genética humana na Universidade de Health de Utah e autores -chefe em estudos. Mas parece que os hibernadores são capazes de usar genes na posição da FTO de novas maneiras a seu favor.

A equipe definiu as áreas de DNA do Hibernador perto da localização da FTO Que regula a atividade dos genes adjacentes e controlam ou abaixam -os. Os pesquisadores especulam sobre emenda A atividade de genes adjacentes, incluindo os da posição da FTO ou perto da FTO, permite que sejam embalados pelos quilos antes de se estabelecerem para o inverno e depois usar suas reservas de gordura lentamente durante a hibernação.

De fato, as áreas regulatórias do hibernador fora da localização da FTO Parece muito importante mudar o metabolismo. Quando os pesquisadores mutavam essas áreas dessas áreas em ratos, viram mudanças no peso dos ratos e do metabolismo. Algumas das mutações causaram ganho de peso ou desaceleração do peso sob condições alimentares específicas; O efeito de outros na capacidade de restaurar a temperatura corporal após uma hibernação ou ajustar a taxa total de metabolismo para cima ou para baixo.

É interessante que as áreas de DNA do hibernador identificadas pelos pesquisadores não fossem os próprios genes. Em vez disso, as regiões eram uma sequência do DNA que se comunicava com genes próximos e transformou sua expressão para cima ou para baixo, como o conector da orquestra que alinham o tamanho de muitos músicos. Isso significa que a modificação de uma área especial do hibernador possui traços de grande escala que se estendem além da localização da FTO, como explica Susan Steino, cientista de pesquisa em Ufelth e o primeiro autor em um dos estudos. “Quando um desses elementos é expulso, o pequeno DNA, que parece sem importância-é a atividade de centenas de genes muda”, diz ela. “É incrível.”

Os pesquisadores dizem que a compreensão da flexibilidade metabólica na hibernação pode levar a melhores tratamentos para distúrbios metabólicos humanos, como o diabetes tipo 2.

Se formos capazes de organizar nossos genes como um pouco de hibernação, podemos superar o diabetes tipo 2 da mesma maneira que o episódio retorna da hibernação ao metabolismo normal. “

Elliott Ferris, MS, um mundo vital em U of U Health e o primeiro autor no outro estudo

Divulgação da Organização de Hibernação

Encontrar as áreas genéticas que pode permitir a hibernação é um problema mais próximo das agulhas de cavar do que uma enorme pilha de palha. Para restringir as áreas em questão, os pesquisadores usaram várias técnicas independentes em todo o genoma para perguntar sobre áreas que podem estar relacionadas à hibernação. Depois disso, eles começaram a se sobrepor entre os resultados de cada tecnologia.

Primeiro, eles procuraram uma sequência de DNA na qual a maioria dos mamíferos participa, mas isso mudou recentemente em hibernação. “Se a região não muda muitas espécies para as espécies por mais de 100 milhões de anos, mas muda de maneira rápida e muito grande nos mamíferos de hibernação, acreditamos que se refere a algo importante para a hibernação, especificamente”, diz Ferris.

Para entender os processos biológicos por trás da hibernação, os pesquisadores testaram os genes que os determinam e identificam durante o jejum em ratos, o que leva a alterações metabólicas semelhantes à hibernação. Depois disso, eles encontraram genes que funcionam como coordenadores centrais, ou “eixos”, a partir dessas alterações causadas pelo jejum na atividade genética.

Parece que muitos DNAs que mudaram recentemente na hibernação interagem com os genes desse centro de coordenação central. Por esse motivo, os pesquisadores esperam que o desenvolvimento da hibernação requer mudanças específicas nos elementos dos genes do eixo. Esses controles incluem uma breve lista de elementos de DNA que são maneiras de investigar o futuro.

Acorde capacidades humanas

A maioria das mudanças associadas ao hibernador no genoma “quebra” a função de um corte específico de DNA, em vez de dar uma nova função. Isso sugere que a hibernação perdeu restrições que impediriam a extrema flexibilidade na capacidade de controlar o metabolismo. Em outras palavras, é provável que o “termostato” humano seja fechado em uma faixa estreita de consumo contínuo de energia. Para os hibernadores, esse bloqueio pode desaparecer.

As casas podem refletir a coordenação nervosa, evitar atrofia muscular e permanecer em boa saúde, apesar das enormes flutuações de peso e melhorar a idade e a longevidade. Os pesquisadores acreditam que suas descobertas mostram que os seres humanos já podem ter um símbolo genético necessário para obter grandes potências do Supernador-se pudermos ignorar algumas de nossas chaves metabólicas.

“Os seres humanos já têm o quadro genético”, diz Steinand. “Só precisamos determinar esses recursos do hibernador”. Ao aprender como os pesquisadores podem ajudar a conceder flexibilidade semelhante aos humanos.

“É possível que haja uma chance de todos esses mecanismos de natação no genoma de encontrar estratégias para intervir e ajudar com doenças relacionadas à idade”, diz Greg. “Se isso estiver oculto no genoma que já obtivemos, podemos aprender com a hibernação para melhorar nossa saúde”.

Os resultados são publicados em Ciências Como “os elementos da associação de uniformes independentes, não codificados, associados à hibernação, ajustam as adaptações metabólicas e comportamentais em camundongos” e “Rapbação genética em mamíferos carotídeos, mostra a genética da metáfora no hipotálamo”.

A pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde (T32HG008962), incluindo o Instituto Nacional de Arqueologia (números de concessão R01AG064013 e RF1AG077201), Instituto Nacional de Saúde Mental (número de concessão R01MH109577), Biblioteca Nacional da Medicina T15LM00724). O conteúdo é apenas de responsabilidade dos autores e não representa necessariamente as opiniões oficiais dos Institutos Nacionais de Saúde.

Declaração de juros: Chris Greg é co -fundador, consultor e/ou tem interesses financeiros na Storyline Inc. , Depoiq Inc., Primordial AI Inc. e Rubicon AI Inc .; Elliot Ferris é consultor com interesses financeiros na Primordial AI Inc .; Jareae Emery é um funcionário com interesses financeiros da Storyline Health Inc.