Zvířata, která přečkávají zimu v hlubokém spánku, dokážou nemožné: měsíce bez jídla, nulová svalová atrofie, odolnost vůči nemocem. Nový výzkum odhaluje, že klíč k těmto schopnostem se možná skrývá i v lidské DNA.
Medvědi, svišti, některé veverky a dokonce i ropuchy nebo netopýři. To jsou jen některá zvířata, která hibernují. Díky tomu jsou neuvěřitelně odolná. Mohou vydržet celé měsíce bez potravy a vody, svaly odmítají atrofovat a tělesná teplota klesá téměř k bodu mrazu, protože se zpomaluje jejich metabolismus a mozková činnost. Tento jev je úžasným příkladem evoluční adaptace, která těmto živočichům umožňuje přežít v extrémních podmínkách.
A nejen to: jakmile se z hibernace dostanou, zotavují se z nebezpečných zdravotních změn podobných těm, které se vyskytují u cukrovky 2. typu, Alzheimerovy choroby a mrtvice. To naznačuje, že hibernace není jen stavem úspory energie, ale také procesem obnovy a regenerace organismu.
Nová studie zveřejněná v časopise Science nyní naznačuje, že superschopnosti hibernujících zvířat se mohou skrývat v naší vlastní DNA a poskytují vodítko, jak je objevit, což otevírá dveře k budoucímu vývoji léčebných postupů, které by mohly zvrátit neurodegeneraci a cukrovku. Tento objev by mohl způsobit revoluci v moderní medicíně a nabídnout nové možnosti léčby chronických onemocnění.
Pátrání po původu lidské superodolnosti
Autoři pod vedením Chrise Gregga, neurobiologa z Utažské univerzity, zjistili, že skupina genů nazvaná „lokus tukové hmoty a obezity (FTO)“ hraje důležitou roli ve schopnostech hibernujících zvířat. A je zajímavé, že tyto geny mají i lidé. Lokus FTO byl již dříve spojován s regulací chuti k jídlu a metabolismu u lidí, což z něj činí klíčovou oblast zájmu vědců, kteří se snaží porozumět obezitě a dalším metabolickým poruchám.
Zdroj: Youtube.com
Překvapivé na této oblasti je, že je nejdůležitějším genetickým rizikovým faktorem lidské obezity,“ vysvětluje Gregg. Zdá se však, že zvířata, která hibernují, dokáží geny v lokusu FTO využít novým způsobem ve svůj prospěch. Toto zjištění naznačuje, že regulační mechanismy genů u hibernátorů by mohly být manipulovány za účelem vývoje léčby, která by zlepšila metabolické zdraví u lidí.
Greggův tým identifikoval u hibernujících zvířat v blízkosti lokusu FTO specifické oblasti DNA, které regulují aktivitu sousedních genů a upravují je směrem nahoru nebo dolů. Autoři předpokládají, že úprava aktivity sousedních genů, včetně genů v lokusu FTO nebo v jeho blízkosti, umožňuje hibernujícím zvířatům přibrat na váze před přípravou na zimu a poté pomalu využívat své tukové zásoby k získávání energie během hibernace. Tento proces je pro jejich přežití klíčový, protože jim umožňuje udržet si životní funkce během dlouhých období bez potravy.
Co vědce překvapilo?
Ve skutečnosti se zdá, že specifické regulační oblasti u hibernujících živočichů mimo lokus FTO jsou pro modifikaci metabolismu klíčové. Když vědci tyto specifické oblasti u myší zmutovali, pozorovali změny v jejich hmotnosti a metabolismu. Některé mutace urychlily nebo zpomalily přibývání na váze za specifických stravovacích podmínek, zatímco jiné ovlivnily schopnost obnovit tělesnou teplotu po stavu podobném hibernaci nebo zvýšily či snížily celkovou rychlost metabolismu. Tyto experimenty ukazují potenciál těchto oblastí DNA významně ovlivňovat metabolismus.
Zajímavé je, že hibernačně specifické oblasti DNA nebyly samotné geny, ale sekvence DNA, které se dotýkají blízkých genů a zvyšují nebo snižují jejich expresi, podobně jako dirigent upravuje hlasitost mnoha hudebníků. Tento typ genové regulace se nazývá epigenetická regulace a hraje zásadní roli v tom, jak organismy reagují na své prostředí.
To znamená, že mutace jediné specifické oblasti u hibernátorů má dalekosáhlé účinky, které dalece přesahují lokus FTO,“ dodává Susan Steinwandová, spoluautorka studie. Když odstraníte jeden z těchto elementů, tuto malou, zdánlivě bezvýznamnou oblast DNA, změní se aktivita stovek genů. Je to docela úžasné. Tento objev podtrhuje složitost genové regulace a její potenciál ovlivňovat četné aspekty fyziologie.
Praktické využití nových zjištění
Pochopení metabolické flexibility hibernátorů by tak mohlo vést k lepší léčbě lidských metabolických poruch, jako je například diabetes 2. typu, uvádí studie. Cukrovka 2. typu je chronické onemocnění, které postihuje miliony lidí na celém světě, a nalezení způsobů, jak zvrátit její účinky, by mohlo mít významný dopad na veřejné zdraví.
„Kdybychom dokázali regulovat naše geny více podobně jako hibernace, mohli bychom být schopni překonat diabetes 2. typu stejným způsobem, jakým se hibernace vrací z hibernace do normálního metabolického stavu,“ dodává Elliott Ferris, spoluautor studie.
Ti, kteří hibernují, mohou zvrátit neurodegeneraci, vyhnout se svalové atrofii, zůstat zdraví i přes velké výkyvy hmotnosti a vykazovat lepší stárnutí a dlouhověkost. Autoři se domnívají, že jejich zjištění ukazují, že lidé již možná mají genetický kód potřebný k tomu, aby měli superschopnosti podobné těm, kteří hibernují, pokud dokážeme obejít některé z našich metabolických spínačů. Tento poznatek by mohl otevřít nové hranice v regenerativní medicíně a léčbě nemocí souvisejících s věkem.
Zdroj: Youtube.com
Podle autorů práce lidé již genetický rámec mají. Potřebujeme jen identifikovat řídicí spínače pro tyto hibernační vlastnosti. Pochopením těchto genomických mechanismů spojených s hibernací se otevírá možnost najít strategie, jak zasáhnout a pomoci při nemocech souvisejících s věkem. Tento výzkum nejen rozšiřuje naše znalosti o genetice hibernace, ale také nabízí pohled do budoucnosti personalizované medicíny a lidské dlouhověkosti.
Techzpravy.cz
Žena.cz|
FAJNTIP.cz|
Zprávy - Aktuálně.cz|
NESPECHEJ.cz|
Ekolist.cz|