Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

В борьбе с диабетом поможет слепая рыба с "инсулиновой" мутацией

В пресных водах Мексики и южных регионов США обитает лучепёрая рыба Astyanax mexicanus. Этот вид известен, прежде всего, одной своей формой: среди A. mexicanus встречаются слепые пещерные рыбы. Другое их название – слепая тетра.

В борьбе с диабетом поможет слепая рыба

Существует около 30 уникальных популяций тетры, живущих в глубоких пещерах, которые утратили не только остроту зрения, но и сами глаза. Точнее, при рождении A. mexicanus глаза имеет, но со временем они зарастают кожей, а потом полностью исчезают.



Кроме того, эти рыбы являются альбиносами, то есть полностью лишены пигментации и обладают необычной бело-розовой окраской. Также известно, что они приспособились к навигации в темноте с помощью боковой линии, которая очень чувствительна к малейшим изменениям давления.

В отдалённых пещерах, где обитает слепая тетра, пища появляется редко – как правило, её приносят наводнения. В такие периоды рыба в буквальном смысле объедается впрок, и именно эта жадность помогает ей выживать в последующие периоды голодания.

При этом слепая тетра всегда остаётся весьма упитанной. Разгадать, почему так происходит, смогли американские специалисты, обнаружившие у животных мутации в гене MC4R, который отвечает за регуляцию аппетита. Это открытие пригодилось в борьбе с эпидемией ожирения среди людей.

Однако на этом изучение пещерных рыб-альбиносов не закончилось. Та же команда из Гарвардской медицинской школы продолжила исследовать геном A. mexicanus и теперь сделала новое открытие. Специалисты сообщили, что обнаружили у слепой тетры ещё одну мутацию, которая отвечает за инсулинорезистентность. И эти данные могут быть полезны при создании новых методов лечения тяжёлой наследственной формы сахарного диабета.

Поясним, что инсулинорезистеность – это нарушение метаболического ответа на инсулин. Когда здоровый человек принимает пищу, в его крови повышается уровень глюкозы, и организм реагирует, вырабатывая этот гормон, чтобы поглощать избыток сахара. А если у человека развивается резистентность к инсулину, этого не происходит: после приёма пищи уровень глюкозы в крови остаётся высоким.

Инсулинорезистеность появляется при наличии определённой генетической мутации – именно её и обнаружили учёные у слепых пещерных рыб.

Но если у людей при таком состоянии возникают повреждения почек, нервной системы и сердца, а также нарушается работа поджелудочной железы, то у рыб таких повреждений не было обнаружено.

"Открытие "взорвало мой разум". Нарушение регуляции глюкозы обычно вызывает целый ряд проблем, но не у рыб: на самом деле это приносит им пользу", — рассказывает один из ведущих авторов новой работы Ариэль Аспирас (Ariel Aspiras).

"Когда белки в нашей крови постоянно "вымачиваются" в сахаре, они уже не функционируют хорошо, потому что вокруг них по сути формируется сахарное покрытие. У пещерных рыб повышен уровень сахара в крови, но на белки это не влияет", — поясняет другой автор исследования Мисти Риддл (Misty Riddle).

Почему так происходит? Точного ответа у экспертов пока нет. Слепая тетра изучена ещё недостаточно хорошо, а о её метаболизме мало известно, поясняют учёные. Однако некоторые данные они уже собрали.

Сравнивая популяции пещерных рыб с их же зрячими сородичами, команда выяснила, что продолжительность жизни у обеих форм этого вида одинаковая. То есть инсулинорезистентность на жизнедеятельность никак не влияет. Показатели рождаемости и пещерных рыб тоже не были ниже, чем у речных, а вот процессы старения у них шли даже чуть медленнее, и это при лишнем весе и гипергликемии.

Далее биологи начали разводить слепых рыб и скрещивать их с обычными. Некоторым из таких гибридов передалась по наследству "инсулиновая" мутация: уровни сахара в крови у таких особей были повышены по сравнению с их собратьями, которые мутации не имели. Такой эффект наблюдался как после кормления, так и после кратковременного голодания.



Тем временем генетики занимались поиском мутаций, которая отвечает за инсулинорезистентность. Секвенирование генома обеих форм A. mexicanus выявило разницу в кодировании гена рецептора инсулина. При мутации в аминокислотном остатке соединение под названием пролин был заменено на другое – лейцин.

У людей такое генетическое изменение называется синдромом Рабсона-Менденхолла – это одна из самых тяжёлых форм инсулинорезистентности.

Затем специалисты провели ещё один эксперимент: они вывели модифицированных рыбок данио-рерио с такой же мутацией. И опять же у них наблюдалось инсулинорезистентность, а ещё эти рыбки стали быстро набирать вес.

Теперь команда занялась поиском других генов, которые также могут влиять на метаболизм пещерной тетры.

"Эволюция прорабатывала множество вариантов гена в течение миллионов лет, и я думаю, что это умнее, чем всё, что мы можем придумать даже с машинным обучением. Я думаю, было бы глупо не брать это в расчёт", — заключает соавтор работы Николас Ронер (Nicolas Rohner).

Конечная цель – создание новых методов регулирования уровня глюкозы в крови и лечения нарушений метаболизма у людей. Кроме того, биологам очень интересно понять, каким образом пещерные рыбы, несмотря на проблемы со здоровьем, остаются в хорошей форме. Вероятно, речь идёт о каких-то "компенсационных" механизмах, теоретически полезных и для людей.

Научная статья по итогам работы была опубликована в издании Nature.

Добавим, что ранее генетические ключи к лечению многих болезней были найдены и у других животных.

Автор: Юлия Воробьёва





Ссылка на источник

Tags: генетика, диабет, животные, исследования, метаболизм
Subscribe

Posts from This Journal “генетика” Tag

Buy for 20 tokens
Глядя на своих детей, каждый из нас рад и спокоен, когда они здоровы, когда смеются, бегают, играют. Когда им не больно. Но есть те, кто видит боль своих детей каждый день, боится отвести глаза, чтобы не потерять своего ребенка, борется за его жизнь. Ирина и Николай Османовы просят Вас о…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment