Manusia mungkin memiliki 'negara adidaya' yang belum dimanfaatkan dari gen yang terkait dengan hibernasi, klaim para ilmuwan
Mamalia hibernasi bergantung pada gen tertentu untuk menyesuaikan metabolisme mereka saat mereka memasuki keadaan unik dan berenergi rendah-dan manusia benar-benar membawa DNA terkait hibernasi yang sama.
Sekarang, penelitian awal mengisyaratkan bahwa memanfaatkan DNA khusus ini dapat membantu mengobati kondisi medis pada orang, kata para ilmuwan.
Hibernasi menawarkan “sejumlah besar kekuatan super yang penting secara biometrik,” penulis studi senior Christopher Greggseorang profesor genetika manusia di University of Utah, mengatakan kepada Live Science.
Misalnya, tupai tanah dapat mengembangkan reversibel resistensi insulin Itu membantu mereka dengan cepat menambah berat badan sebelum mereka berhibernasi tetapi mulai memudar sebagai Hibernasi sedang berlangsung. Pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana hibernator membalik sakelar ini bisa berguna untuk mengatasi resistensi insulin yang menjadi ciri khas Diabetes tipe 2Gregg menyarankan.
Hewan hibernasi juga melindungi sistem saraf mereka dari kerusakan yang dapat disebabkan oleh perubahan aliran darah yang tiba -tiba. “Ketika mereka keluar dari hibernasi, otak mereka ditata ulang dengan darah,” kata Gregg. “Seringkali itu akan menyebabkan banyak kerusakan, seperti a stroketetapi mereka telah mengembangkan cara untuk mencegah kerusakan itu terjadi. “
Gregg dan rekan-rekannya berpikir memanfaatkan gen yang berhubungan dengan hibernasi pada orang dapat membuka manfaat serupa.
Terkait: Peta genom manusia yang terbaik menyoroti 'Gen Jumping,' 'Junk DNA' dan banyak lagi
'Hub' gen hibernasi
Dalam sepasang studi yang diterbitkan Kamis (31 Juli) di jurnal Science, Gregg dan timnya menunjukkan tuas kunci yang mengendalikan gen yang terkait dengan hibernasi, menunjukkan bagaimana mereka berbeda antara hewan yang hibernasi dan mereka yang tidak. Kemudian, dalam percobaan laboratorium, mereka mempelajari efek dari Menghapus tuas ini pada tikus lab.
Meskipun tikus tidak Hibernatemereka dapat memasuki kelambanan – keadaan lesu dari metabolisme penurunan, gerakan dan suhu tubuh yang biasanya berlangsung kurang dari sehari – setelah berpuasa setidaknya selama enam jam. Ini menjadikan tikus model genetik yang cocok untuk mempelajari efek ini.
Menggunakan teknik pengeditan gen CRISPRpara ilmuwan merekayasa tikus dengan salah satu dari lima elemen cis nonkode yang dikonservasi (CRES) dinonaktifkan, atau “tersingkir.” CRE ini bertindak sebagai pengungkit untuk mengendalikan gen yang, pada gilirannya, kode untuk protein yang melakukan fungsi biologis.
CRE yang ditargetkan dalam penelitian ini terletak di dekat gugus gen yang disebut “massa lemak dan lokus terkait obesitas,” atau lokus FTO, yang juga ditemukan pada manusia. Varian gen yang ditemukan di dalam cluster telah terikat risiko tinggi obesitas dan kondisi terkait. Secara umum, lokus FTO diketahui penting untuk mengendalikan metabolisme, pengeluaran energi, dan massa tubuh.
Dengan merobohkan CRES, para peneliti dapat mengubah bobot tikus, tingkat metabolisme, dan perilaku mencari makan. Beberapa penghapusan mempercepat atau memperlambat kenaikan berat badan, yang lain mengubah laju metabolisme naik atau turun, dan beberapa memengaruhi seberapa cepat suhu tubuh tikus pulih setelah kelambanan, kata para peneliti dalam a penyataan.
Temuan ini “sangat menjanjikan,” terutama mengingat lokus FTO memainkan peran terkenal dalam obesitas manusia, Kelly Drewseorang spesialis biologi hibernasi di University of Alaska Fairbanks, mengatakan kepada Live Science dalam email.
Mengetuk satu Cre-yang disebut E1-pada tikus betina menyebabkan mereka menambah berat badan pada diet tinggi lemak daripada kelompok pembanding dengan semua DNA mereka utuh. Menghapus Cre yang berbeda, yang disebut E3, mengubah perilaku mencari makan tikus jantan dan betina, secara khusus mengubah cara mereka mencari makanan yang tersembunyi di sebuah arena.
“Ini menunjukkan bahwa perbedaan penting dalam mencari makan dan proses pengambilan keputusan mungkin ada antara hibernator dan non-hibernator dan unsur-unsur yang kami temukan mungkin terlibat,” kata Gregg.
Tidak diketahui untuk ditangani
Penulis penelitian mengatakan hasil mereka bisa relevan bagi manusia, karena gen yang mendasarinya tidak berbeda banyak antara mamalia. “Ini caranya [the mammals] Nyalakan dan matikan gen -gen itu pada waktu yang berbeda dan kemudian untuk durasi yang berbeda dan dalam kombinasi yang berbeda yang membentuk spesies yang berbeda, “kata Gregg.
Namun, “Ini jelas tidak sesederhana memperkenalkan perubahan yang sama dalam DNA manusia,” Joanna Kelleyseorang profesor yang berspesialisasi dalam genomik fungsional di University of California, Santa Cruz, mengatakan kepada Live Science dalam email. “Manusia tidak mampu melakukan torpor yang diinduksi puasa, yang merupakan alasan mengapa tikus digunakan dalam studi ini,” kata Kelley, yang tidak terlibat dalam pekerjaan tersebut.
Dia menyarankan bahwa pekerjaan di masa depan termasuk hewan yang tidak mampu mengalami kelambanan, dan fokus membongkar semua efek hilir dari CRE yang dihapus. Sebagaimana adanya, penelitian saat ini “pasti menunjukkan bidang dalam arah baru” dalam hal bagaimana para ilmuwan memahami kontrol genetik yang mendorong perubahan pada hibernator sepanjang tahun, tambahnya.
Drew juga menyoroti bahwa kelulukan pada tikus dipicu oleh puasa, sedangkan hibernasi sejati dipicu oleh perubahan hormonal dan musiman dan jam internal. Jadi, sementara CRE dan gen yang diidentifikasi penelitian kemungkinan merupakan bagian penting dari “toolkit” metabolisme yang merespons puasa, mereka mungkin bukan “sakelar utama” yang menghidupkan atau mematikan hibernasi.
“Namun demikian, mengungkap mekanisme mendasar ini dalam model yang dapat ditelusuri seperti Mouse adalah batu loncatan yang tak ternilai untuk penelitian di masa depan,” kata Drew.
Gregg menekankan bahwa masih banyak yang belum diketahui, termasuk mengapa efek dari beberapa penghapusan berbeda pada tikus betina versus tikus jantan atau bagaimana perubahan dalam perilaku mencari makan yang terlihat pada tikus dapat terwujud pada manusia. Tim juga berencana untuk meneliti apa yang akan terjadi jika mereka menghapus lebih dari satu CRE yang terhubung dengan hibernasi pada satu waktu pada tikus.
Di telepon, Gregg berpikir mungkin untuk men -tweak aktivitas “gen hibernasi” hibernasi “manusia dengan obat -obatan. Idenya adalah bahwa pendekatan ini dapat menghasilkan manfaat dari aktivitas gen itu – seperti perlindungan saraf – tanpa pasien harus benar -benar hibernasi, katanya.
