Bilim adamları obezite ile mücadele etmek için neden kış uykusu üzerinde çalışıyorlar?
Birçok memeli sonbaharda kilo alır ve insüline dirençli hale gelir. Bununla birlikte, bu değişiklikler kolayca geri döndürülebilir ve memeliler daha fazla sağlıksız semptom geliştirmeyeceklerdir. Araştırmacılar, bunun açıklamasının kış uykusu ile ilişkili mekanizmalarda yattığına inanıyor.
Görsel hakları: Küçük kahverengi yarasa, Ann Froschauer / U.S. Balık ve Vahşi Yaşam Hizmeti / Wikimedia Commons aracılığıyla
Araştırmacılar, çok çeşitli hayvanların "süper güçlere" sahip olduğunu kabul ettiler.
Spesifik olarak, insanları etkileyen aynı koşullar - bazıları yaşamı tehdit edebilir - hayvanları hiç etkilemeyebilir.
Bu tür iki örnek, kanser riski neredeyse sıfır olan filler ve balinalardır. Diğer hayvanların obezite gibi metabolik koşulları geliştirme olasılığı düşüktür. Bu neden?
Salt Lake City'deki Utah Üniversitesi'nden araştırmacılar Elliott Ferris ve Christopher Gregg, kış uykusunun bununla bir ilgisi olabileceğine inanıyor.
Dünyanın dört bir yanındaki birçok memeli, soğuk mevsimde kış uykusuna yatar. Hazırda bekletme, vücut ısısının düştüğü, nefes almanın yavaşladığı, kalbin daha yavaş attığı ve diğer tüm metabolik (otomatik, kendi kendini düzenleyen fizyolojik süreçler) yavaşladığı uyku benzeri bir duruma girerek karakterize edilir.
Bu, kış uykusuna yatan hayvanların yiyeceklerin kıtlaştığı ve yaşam koşullarının daha az dostça hale geldiği kış aylarında hayatta kalmasını sağlar.
Ferris ve Gregg'in dergideki yeni çalışma makalelerinde belirttiği gibi Hücre Raporları, kış uykusundaki pek çok hayvan, kış uykusuna geçme sürecinde aslında çok fazla yük alır. Ayrıca insüline dirençli hale gelirler.
Bunlar obezitenin iki özelliği. Bununla birlikte, kış uykusundaki hayvanlarda, sadece hayvanların kış aylarında zamanında yağ rezervine erişebilecekleri anlamına gelir.
İnsanların obezite geliştirdiği zamandan farklı olarak, kış uykusuna yatanlar daha sonra fazladan ağırlığı kolayca atabilir ve vücutları otomatik olarak insülin direncini tersine çevirebilir. Ayrıca, obeziteye sahip insanlardan farklı olarak, kış uykusundaki memeliler, her ikisi de daha fazla sağlık sorununa yol açabilecek hipertansiyon veya düşük dereceli iltihap geliştirmez.
Bu nedenlerden dolayı Ferris ve Gregg, kış uykusunu düzenlemeye dahil olan bazı genetik mekanizmaların obezite kontrolünde de rol oynayabileceğine inanıyor.
Kodlamayan DNA'nın sırlarını üretmek
Utah Üniversitesi Nöroloji ve Anatomi Bölümü'nde doçent olan Gregg, "Hibernatörler, metabolizmalarını kontrol etmek için inanılmaz bir yetenek geliştirdiler" diyor.
"Metabolizma, obezite, tip 2 diyabet, kanser ve Alzheimer hastalığı gibi birçok farklı hastalık için riskleri şekillendiriyor" diye ekliyor. "Genomun kış uykusuyla bağlantılı kısımlarını anlamanın, bu büyük hastalıkların bazılarının risklerini kontrol etmeyi öğrenmemize yardımcı olacağına inanıyoruz."
Gregg, “Yeni çalışmamızdan büyük bir sürpriz, genomun bu önemli parçalarının gen içermeyen genomun% 98'inde bizden gizlenmiş olmasıydı - biz buna eskiden 'hurda DNA' derdik,” diyor Gregg.
Gregg ve Ferris, yeni çalışmaları için kış uykusundaki dört memeli türünün genomlarını analiz ettiler: on üç çizgili yer sincabı, küçük kahverengi yarasa, gri fare lemuru ve daha küçük kirpi tenrec.
Araştırmacılar, bu türlerin genomlarını karşılaştırırken, hepsinin - bağımsız bir temelde - "paralel hızlandırılmış bölgeler" adı verilen bir dizi kısa DNA bölümü evrim geçirdiğini buldular.
Hızlandırılmış bölgeler insanlarda da var, ancak bilim adamları onlar hakkında çok az şey biliyor. Araştırmacıların şu ana kadar bildiği şey, hızlandırılmış bölgelerin kodlamayan DNA'ya sahip olduğu ve memeliler çağlar boyunca evrimleştikçe çok fazla değişmedikleri.
Primat "kuzenlerimizden" ayrıldığımız zaman etrafında aniden değişmeye ve değişmeye başladıkları insanlar hariç.
Verileri daha fazla analiz ettikten sonra, araştırmacılar paralel hızlandırılmış bölgelerin insanlarda obezite ile bağlantılı genlere yakın göründüğünü fark ettiler.
Gregg ve Ferris daha sonra, hızlandırılmış bölgeler ve obezite kontrolünde rol oynayan genler arasındaki bağlantıyı doğrulamak için çok spesifik bir gen setini analiz ettiler: insanlarda nadir görülen bir genetik durum olan Prader-Willi sendromunu tetikleyenler.
Diğer semptomların yanı sıra, bu durum sağlıksız kilo alımına ve obeziteye yol açabilen aşırı iştahla karakterizedir.
Araştırmacılar, Prader-Willi sendromuyla bağlantılı genlere bakarken, bu genlerin, bu genetik durumda rol oynamayan genlere kıyasla daha fazla hibernatör hızlandırılmış bölgelerle ilişkili olduğunu buldular.
"Yeni araştırmanın temellerini atmak"
Bu sonuçların ardından, Gregg ve Ferris şimdi kış uykusundaki hayvanların obezite ile ilişkili belirli genlerin aktivitesini otomatik olarak "kapatmalarına" izin veren mekanizmalar geliştirmiş olabileceğini öne sürüyorlar. Bu, öngörülemeyen memeliler için geçerli değildir.
Araştırmacılar ayrıca, hem kış uykusunu düzenlemeye hem de obeziteyi kontrol etmeye yardımcı olabilecek 364 kadar genetik element belirlediler.
Ferris, "Sonuçlarımız, yüz binlerce insan üzerinde yapılan çalışmalarda, kış uykusundaki hızlandırılmış bölgelerin obeziteyle bağlantılı genlerin yanında zenginleştiğini ve ayrıca bir sendromik obezite formu ile bağlantılı genlerin yakınında zenginleştiğini gösteriyor" diyor.
"Bu nedenle, insanlardan ve kış uykusundaki hayvanlardan gelen verileri bir araya getirerek, memeli obezitesini kontrol etmek için genomdaki aday ana düzenleyici anahtarları ortaya çıkarabildik" diye ekliyor.
Araştırmacılar, özel gen düzenleme teknolojisini kullanarak şu anda bu 364 genetik elementin fare modellerinde oynadığı rolü test ediyor. Bulgularının sonunda sadece obeziteyi değil, aynı zamanda metabolik mekanizmalarla ilgili diğer koşulları da kontrol etmenin bir yolunu bulmalarına yardımcı olacağını umuyorlar.
Obezite ve metabolizma pek çok farklı hastalık için riskleri şekillendirdiğinden, genomun bu parçalarının keşfi, birçok önemli yeni araştırma yönünün temellerini oluşturan gerçekten heyecan verici bir içgörüdür. Yaşlanma, bunama ve metabolik sendrom için ortaya çıkan yeni projelerimiz var. "
Christopher Gregg
