Слепите пещерни риби, които са се приспособили към годишните цикли на глад и преяждане, имат мутации в гена MC4R, същия ген, който е мутирал при някои затлъстели хора с ненаситни апетити, според ново проучване, ръководено от генетиците от Харвардското медицинско училище.

осветяват

Констатациите, публикувани в PNAS, разкриват повече за това как гръбначните животни са се развили, за да имат различни метаболизми един от друг и биха могли да дадат представа за връзката между затлъстяването и болестта.

„Всички знаем, че хората имат различни метаболизми, които водят до напълняване при различни количества ядене“, казва старшият автор на изследването Клифорд Табин, Джордж Джейкъб и Жаклин Хейзъл Ледер, професор по генетика и председател на катедрата по генетика в HMS.

"Работата с пещерните риби ни дава пример в естествена обстановка защо и как метаболизмът е еволюирал, за да бъде различен", каза той. "Някои от механизмите, които виждаме в рибите, може да имат последици за човешкия метаболизъм и следователно за човешкото здраве."

Празник и глад

Както подсказва името, мексиканските пещерни риби живеят в тъмни, изолирани пещери в североизточната част на Мексико. През стотиците хиляди години, откакто са били разделени от братовчедите си на повърхността, те са се приспособили към суровата си среда по няколко начина.

Без светлина те постепенно загубиха очите и пигментацията си. С малко храна те станаха устойчиви на глад.

Пещерните риби издържат месеци без издръжка, като съхраняват огромни количества мазнини и го изгарят по-бавно.

„Тези риби са много, много мазни - много по-дебели от повърхностните риби“, казва Николас Ронер, постдокторант в лабораторията в Табин и съавтор на изследването. "И въпреки че са активни, техният метаболизъм е по-бавен."

Ронер и съавторът на автор Ариел Аспирас, студент в лабораторията в Табин, откриват в лабораторни експерименти, че след два месеца без храна пещерните риби са загубили наполовина по-малко тегло от популациите на повърхността. След три месеца пещерните риби бяха „напълно добре“, докато повърхностните риби започнаха да умират.

„Смятаме, че пещерните риби могат да продължат много по-дълго от това, поради огромните си запаси от мазнини“, каза Ронер.

Как въобще пещерните риби станаха толкова затлъстели?

По-нататъшно разследване разкрива, че някои пещерни популации са се развили с ненаситни апетити, така че когато храната стане достъпна, погълната от наводнения, може би веднъж годишно, рибите са в състояние да ядат без ограничение и да съхраняват колкото се може повече мазнини, за да ги поддържат до следващ празник.

Въпреки че пещерните риби не спят по време на недостиг, "този модел може да бъде подобен на зимуващи животни, тъй като те живеят от складирани мазнини за дълги периоди", каза Ронер. Разбира се, добави той, „изучаването на зимуващи мечки е по-трудно от изучаването на риби“.

Забележително е, че пещерните риби живеят дълго, здравословно, въпреки че са с наднормено тегло. Екипът иска да проучи как се случва това с надеждата, че един ден може да помогне на хората, живеещи със затлъстяване.

Дебел, но годен

Изследователският екип анализира ДНК на рибите от няколко различни пещери, както и от околните повърхностни реки, за да разбере какви генетични мутации могат да доведат до разликите в метаболизма, телесното тегло и апетита.

Повечето пещерни риби са имали мутации в MC4R, ген, за който е известно, че се регулира от лептин (хормон, потискащ апетита) и инсулин в човешкия мозък.

„Това е един от ключовите компоненти за поддържане на енергийния ви баланс“, обясни Аспирас. "Когато хората се опитват да спазват диети или да променят колко тежат, в мозъка ви има регулатори, които се опитват да ви поддържат текущото телесно тегло. MC4R е един от тях."

Лабораторните мишки без MC4R са силно затлъстели и постоянно гладни. При хората MC4R мутациите - включително тази, която е идентична при някои от пещерните риби - са най-честата едногенен причина за наследствено затлъстяване.

Ронер и Аспирас установяват, че мутациите изглежда намаляват активността на гена в пещерните риби, като свалят спирачките от техния супресор на апетита. Въпреки че това може да бъде пагубно за хората - децата с MC4R мутации не могат да спрат да се хранят - това се оказа изгодно за рибите.

Някога това може да е било изгодно и за хората. Още преди съвременната епидемия от затлъстяване хората като вид бяха, относително казано, „много дебели“, посочи Ронер. "Имаше подбор за това в нашата еволюция, но ние не знаем защо. Разбирането как тези риби са станали дебели може в крайна сметка да ни помогне да разберем как сме се справили."

"Това е нещо, което много ме притеснява - че трябва непрекъснато да се борим с това желание да ядем и пием сладки и мазни неща и че това се дължи на нашата еволюционна история", добави той. "Възможността да можем да разберем защо е така, може би като използваме тези пещерни риби като модел система, ме уверява, че един ден ще намерим начин да се противопоставим на този нагон."

Ронер и колегите са сигурни, че други гени играят ролята на пещерната риба; например, мутациите MC4R не обясняват напълно нарастването на апетита или мастния дроб на рибата. Сега те търсят допълнителни мутации в рибите, които от своя страна биха могли да информират за търсенето на гени, които влияят на човешкия метаболизъм и затлъстяването.