Сліпі печерні риби ('Astyanax mexicanus'), які адаптувались до річних циклів голоду та переїдання, мають мутації в гені MC4R, тому самому гені, який мутується у деяких людей із ожирінням з ненаситними апетитами. Медичний факультет Гарвардського університету, США.

гени

Результати, опубліковані в «Трудах Національної академії наук», розкривають більше про те, як хребетні еволюціонували, відрізняючись один від одного метаболізмом, і могли допомогти зрозуміти взаємозв’язок ожиріння та захворювань людини.

"Ми всі знаємо, що у людей різний метаболізм, який призводить до збільшення ваги при різній кількості їжі", - говорить провідний автор дослідження Кліффорд Табін, професор генетики та завідувач кафедри генетики Гарвардської школи охорони здоров'я. HMS, для його скорочення англійською). "Робота з цими печерними рибами дає нам приклад у природному середовищі того, чому і як метаболізми стали різними, - зазначає він. - Деякі механізми, які ми бачимо в рибі, можуть мати наслідки для обміну речовин людини та здоров'я людини".

Аналізовані риби живуть у темних і ізольованих печерах на північному сході Мексики. За сотні тисяч років, відколи вони були відокремлені від своїх двоюрідних братів, що живуть на поверхні, вони пристосувались до свого ворожого середовища кількома способами: поступово втрачаючи очі та пігментацію за відсутності світла, і стаючи стійкими до голоду в умовах нестача їжі.

Ця печерна риба залишається місяцями без їжі, зберігаючи велику кількість жиру і спалюючи його повільніше. "Ці риби дуже, дуже жирні, набагато товщі, ніж риби на поверхні", - пояснює Ніколас Ронер, докторант з лабораторії Табіна і співавтор дослідження. "І хоча вони активні, їх метаболізм повільніший".

Вони мають великі запаси жиру

Ронер та співавтор Аріель Аспірас, аспірант лабораторії Табіна, бачили в лабораторних експериментах, що після двох місяців без їжі ці риби втратили половину ваги поверхневих популяцій. Через три місяці печерні риби були "абсолютно чудовими", тоді як надводні риби почали гинути. "Ми вважаємо, що ця риба може піти набагато далі завдяки своїм величезним запасам жиру", - говорить Ронер.

Подальші дослідження показали, що деякі популяції гірських порід еволюціонували з ненаситними апетитами, так що коли їжа стає доступною, розкиданою повенями, можливо, раз на рік, риба може їсти без обмежень і зберігати якомога більше жиру для їх підтримки.

Хоча ця риба не спить в умовах дефіциту, "ця модель може бути схожа на сплячку у тварин, які живуть на накопиченому жирі протягом тривалого періоду", припускає Ронер. Дивно, але `` печерні рибки '' живуть довгим і здоровим життям, незважаючи на те, що вони такі товсті, і команда хотіла дослідити, як це відбувається, сподіваючись, що одного разу вона може допомогти людям з ожирінням.

Дослідницька група проаналізувала ДНК риб з кількох різних печер, а також надводних річок, які їх оточують, щоб з'ясувати, які генетичні мутації можуть спричинити відмінності в обміні речовин, вазі тіла та апетиті. У більшості «печерних риб» були мутації MC4R, гена, який, як відомо, регулюється лептином (гормоном, що пригнічує апетит) та інсуліном у мозку людини. "Це одна з ключових складових у підтримці свого енергетичного балансу. Коли люди намагаються дотримуватися дієти або змінити свою вагу, в мозку існують регулятори, які намагаються підтримувати свою поточну масу тіла. MC4R - один із них", - пояснює Аспірас.

Можливе пояснення ожиріння

Лабораторні миші без MC4R сильно страждають ожирінням і постійно голодують. У людей мутації MC4R - у тому числі ідентична деяким з цих печерних риб - є найпоширенішою причиною ожиріння, успадкованої від одного гена.

Ронер та Аспірас виявили, що мутації, здається, зменшують активність гена у печерних риб. Хоча це може бути згубним для людей - оскільки діти з мутацією MC4R не можуть перестати їсти - виявилося, що це вигідно для риб.

Був час, коли це могло бути вигідним і для людей. Ще до сучасної епідемії ожиріння люди як вид були відносно "дуже товстими", зазначає Ронер. "У нашій еволюції був відбір для цього, але ми не знаємо, чому. Розуміння того, як ці риби стають жирними, може з часом допомогти нам зрозуміти, як ми це зробили", - підкреслює він. "Мене дуже турбує те, що нам доводиться боротися з цією потребою постійно їсти і пити солодкі та жирні речі, і це пов'язано з нашою еволюційною історією, - додає він. - Можливість того, що ми можемо з'ясувати, чому це так, можливо, завдяки використанню цих риб як моделі робить мене впевненим, що одного разу ми знайдемо спосіб протистояти цьому пориву.

Ронер та його колеги впевнені, що деякі інші гени відіграють роль печерних риб; наприклад, мутації MC4R не повністю пояснюють підвищений апетит або жирову печінку риб. Зараз вони шукають додаткові мутації у риб, що, в свою чергу, може допомогти у пошуку генів, що впливають на метаболізм та ожиріння людини.