Hvorfor forskere studerer dvale for at tackle fedme
Mange pattedyr går op i vægt og bliver insulinresistente i løbet af efteråret. Disse ændringer er imidlertid let reversible, og pattedyrene udvikler ikke yderligere usunde symptomer. Forskere mener, at forklaringen på dette ligger i mekanismer forbundet med dvale.
Billedkredit: Lille brun flagermus af Ann Froschauer / U.S. Fish and Wildlife Service / via Wikimedia Commons
Forskere har erkendt det faktum, at en bred vifte af dyr har "superkræfter".
Specifikt påvirker de samme forhold, der påvirker mennesker - hvoraf nogle kan være livstruende - overhovedet ikke dyr.
To sådanne eksempler er elefanter og hvaler, hvis kræftrisiko praktisk talt er nul. Det er usandsynligt, at andre dyr udvikler metaboliske tilstande såsom fedme. Hvorfor er det?
Forskerne Elliott Ferris og Christopher Gregg fra University of Utah i Salt Lake City mener, at dvale kan have noget at gøre med det.
Mange pattedyr over hele verden dvale i den kolde årstid. Dvaletilstand er kendetegnet ved at komme ind i en søvnlignende tilstand, hvor kropstemperaturen falder, vejrtrækningen sænkes, hjertet slår langsommere, og alle andre metaboliske (automatiserede, selvregulerende fysiologiske processer) sænkes.
Dette gør det muligt for dvale dyr at overleve i vintermånederne, når mad bliver knappe og levevilkår mindre venlige.
Som Ferris og Gregg bemærker i deres nye studieoplæg i tidsskriftet Cellerapporter, mange dvale dyr lægger faktisk en masse vægt i opbygningen til dvale. De bliver også insulinresistente.
Dette er to aspekter, der er karakteristiske for fedme. Men i dvale over dyr betyder de kun, at dyrene er i stand til at få adgang til en rettidig reserve af fedt i vintermånederne.
I modsætning til når mennesker udvikler fedme, kan dvale senere let kaste den ekstra vægt, og deres kroppe vender automatisk insulinresistens. Også i modsætning til mennesker med fedme udvikler dvale i pattedyr ikke hypertension eller lavgradig betændelse, som begge kan føre til yderligere sundhedsmæssige bekymringer.
Af disse grunde mener Ferris og Gregg, at nogle genetiske mekanismer involveret i regulering af dvale også kan spille en rolle i fedme kontrol.
Prodding hemmelighederne ved ikke-kodende DNA
"Dvale har udviklet en utrolig evne til at kontrollere deres stofskifte," forklarer Gregg, lektor ved Institut for Neurologi & Anatomi ved University of Utah.
"Metabolisme former risici for mange forskellige sygdomme, herunder fedme, type 2-diabetes, kræft og Alzheimers sygdom," tilføjer han. "Vi mener, at forståelse af de dele af genomet, der er knyttet til dvale, vil hjælpe os med at lære at kontrollere risici for nogle af disse store sygdomme."
”En stor overraskelse fra vores nye undersøgelse er, at disse vigtige dele af genomet var skjult for os i 98% af genomet, der ikke indeholder gener - vi plejede at kalde det” junk DNA, ”siger Gregg.
Til deres nye undersøgelse analyserede Gregg og Ferris genomerne af fire dvale pattedyrarter: den tretten foret jordekorn, den lille brune flagermus, den grå muselemur og den mindre pindsvin tenrec.
Når man sammenlignede genomerne på disse arter, fandt forskerne, at de alle havde udviklet - på uafhængig basis - en række korte DNA-sektioner kaldet "parallelle accelererede regioner."
Accelererede regioner findes også hos mennesker, selvom forskere forstår meget lidt om dem. Hvad forskere hidtil ved er, at accelererede regioner indeholder ikke-kodende DNA, og at de ikke ændrede sig meget, da pattedyr udviklede sig gennem tiderne.
Bortset fra hos mennesker, det vil sige i hvem de pludselig begyndte at ændre sig og skifte omkring det tidspunkt, hvor vi splittede os fra vores primater "fætre".
Efter yderligere analyse af dataene bemærkede forskerne, at parallelle accelererede regioner vises tæt på gener forbundet med fedme hos mennesker.
For at bekræfte forbindelsen mellem accelererede regioner og gener, der spiller en rolle i fedmekontrol, analyserede Gregg og Ferris derefter et meget specifikt sæt gener: dem, der driver Prader-Willi syndrom, en sjælden genetisk tilstand hos mennesker.
Blandt andre symptomer er denne tilstand karakteriseret ved en overdreven appetit, som kan føre til usund vægtøgning og fedme.
Ved at se på generne knyttet til Prader-Willi syndrom fandt forskerne, at disse gener er forbundet med mere dvale-accelererede regioner sammenlignet med gener, der ikke spillede en rolle i denne genetiske tilstand.
'Lægge grundlaget for ny forskning'
Efter disse resultater antyder Gregg og Ferris nu, at dvale dyr kan have udviklet mekanismer, der gør det muligt for dem automatisk at "slukke" for aktiviteten af visse gener, der er forbundet med fedme. Dette er ikke tilfældet for pattedyr, der ikke er i dvale.
Efterforskerne identificerede også så mange som 364 genetiske elementer, der kan hjælpe både med at regulere dvale og kontrollere fedme.
”Vores resultater viser, at dvale-accelererede regioner er beriget nær gener, der er knyttet til fedme, i undersøgelser af hundreder af tusinder af mennesker såvel som i nærheden af gener, der er knyttet til en syndromisk form for fedme,” siger Ferris.
”Ved at samle data fra mennesker og dyr i dvale var vi derfor i stand til at afdække kandidat-master regulatoriske switches i genomet til at kontrollere fedme fra pattedyr,” tilføjer han.
Ved hjælp af specialiseret genredigeringsteknologi tester forskerne i øjeblikket rollen som disse 364 genetiske elementer i musemodeller. De håber, at deres fund i sidste ende vil hjælpe dem med at finde en måde at kontrollere ikke kun fedme på, men også andre forhold relateret til metaboliske mekanismer.
”Da fedme og stofskifte former risici for så mange forskellige sygdomme, er opdagelsen af disse dele af genomet en virkelig spændende indsigt, der danner grundlaget for mange vigtige nye forskningsretninger. Vi har nye projekter, der dukker op mod aldring, demens og metabolisk syndrom. ”
Christopher Gregg
