Ученые обнаружили, что гены, обеспечивающие сверхспособности животных к спячке, могут быть скрыты и в человеческой ДНК. Новое исследование, опубликованное в журнале Science, показывает, что понимание этих механизмов может привести к созданию революционных методов лечения возрастных заболеваний, диабета и нейродегенерации.
Характерной особенностью животных-гибернаторов (в том числе медведей, белок и сурков) является способность впадать в глубокую спячку, снижая температуру тела и замедляя метаболизм почти до нуля. При этом они не теряют мышечную массу, восстанавливаются после состояний, напоминающих инсульт, диабет или болезнь Альцгеймера, и возвращаются к активной жизни без серьезных последствий для здоровья. Исследователи из Университета Юты выяснили, что многие из генетических особенностей, позволяющих это делать, имеются и у человека — в частности, в так называемом FTO-локусе, который давно известен как главный генетический фактор риска ожирения у людей.
Ученые обнаружили у гибернаторов уникальные регуляторные участки ДНК рядом с FTO-локусом. Эти фрагменты не кодируют белки, но играют важную роль, включая или выключая активность соседних генов. Как показали эксперименты на мышах, изменение этих регуляторных участков влияет на массу тела, скорость обмена веществ, способность к восстановлению температуры после «спячки» и другие ключевые показатели метаболизма.
Примечательно, что большинство обнаруженных изменений не добавляют новых функций, а, наоборот, нарушают работу определенных участков ДНК, снимая ограничения на метаболическую гибкость. Это позволяет животным свободно переключаться между различными метаболическими режимами — то, на что человеческий организм, судя по всему, неспособен из-за «заблокированного» внутреннего термостата.
Команда также использовала мультиомные подходы, чтобы отобрать наиболее значимые участки ДНК, участвующие в регуляции «спячки». Они искали те области генома, которые на протяжении миллионов лет оставались неизменными у большинства млекопитающих, но претерпели резкие изменения у гибернаторов. Эти изменения, по мнению ученых, критически важны для запуска состояния спячки и регулирования метаболизма.
По мнению исследователей, эти открытия могут стать фундаментом для создания новых методов лечения диабета 2 типа, болезни Альцгеймера и других возрастных и метаболических расстройств. Если удастся «разблокировать» соответствующие участки ДНК или найти способы управления ими, человек сможет обрести метаболическую гибкость, схожую с гибернаторами.