科学者が肥満に取り組むために冬眠を研究している理由
多くの哺乳類は、秋に体重が増え、インスリン抵抗性になります。ただし、これらの変化は簡単に元に戻すことができ、哺乳類はそれ以上不健康な症状を発症することはありません。研究者たちは、これの説明は冬眠に関連するメカニズムにあると信じています。
画像クレジット：Ann Froschauer /U.S。によるトビイロホオコウモリ魚類野生生物局/ウィキメディアコモンズ経由
研究者たちは、多種多様な動物が「超能力」を持っているという事実を認識しています。
具体的には、人間に影響を与える同じ条件（その一部は生命を脅かす可能性があります）は、動物にはまったく影響を与えない可能性があります。
そのような2つの例は、癌のリスクが実質的にゼロである象とクジラです。他の動物は、肥満などの代謝状態を発症する可能性は低いです。どうしてこれなの？
ユタ大学ソルトレイクシティ校の研究者エリオット・フェリスとクリストファー・グレッグは、冬眠がそれと関係があるかもしれないと信じています。
世界中の多くの哺乳類が寒い季節に冬眠します。冬眠は、体温が下がり、呼吸が遅くなり、心拍数が遅くなり、他のすべての代謝（自動化された自己調節生理学的プロセス）が遅くなる睡眠のような状態に入るのが特徴です。
これにより、冬眠中の動物は、食糧が不足し、生活条件が悪化する冬の間生き残ることができます。
フェリスとグレッグがジャーナルの新しい研究論文で述べているように セルレポート、多くの冬眠中の動物は、実際には冬眠への蓄積に大きな重みをかけています。それらはまたインスリン抵抗性になります。
これらは肥満に特徴的な2つの側面です。ただし、冬眠中の動物では、冬の間、動物が適時に脂肪を蓄えることができるということだけを意味します。
人間が肥満を発症するときとは異なり、休止状態の人は後で簡単に余分な体重を減らすことができ、彼らの体は自動的にインスリン抵抗性を逆転させます。また、肥満の人間とは異なり、冬眠中の哺乳類は高血圧や軽度の炎症を発症せず、どちらもさらなる健康上の懸念につながる可能性があります。
これらの理由から、フェリスとグレッグは、冬眠の調節に関与するいくつかの遺伝的メカニズムが肥満の制御にも役割を果たす可能性があると考えています。
ノンコーディングDNAの秘密を探る
「ハイバーネーターは、代謝を制御する驚くべき能力を進化させました」と、ユタ大学の神経学および解剖学部の准教授であるグレッグは説明します。
「代謝は、肥満、2型糖尿病、癌、アルツハイマー病など、さまざまな病気のリスクを形作ります」と彼は付け加えます。 「冬眠に関連するゲノムの部分を理解することは、これらの主要な病気のリスクを制御することを学ぶのに役立つと信じています。」
「私たちの新しい研究からの大きな驚きは、ゲノムのこれらの重要な部分が遺伝子を含まないゲノムの98％で私たちから隠されていたことです。私たちはそれを「ジャンクDNA」と呼んでいました」とグレッグは言います。
彼らの新しい研究のために、GreggとFerrisは、冬眠中の4つの哺乳類種のゲノムを分析しました。
これらの種のゲノムを比較すると、研究者たちは、それらがすべて、独立して、「平行加速領域」と呼ばれる一連の短いDNAセクションを進化させたことを発見しました。
科学者はそれらについてほとんど理解していませんが、加速された領域は人間にも存在します。研究者がこれまでに知っていることは、加速された領域は非コードDNAを特徴とし、哺乳類が時代を経て進化してもあまり変化しなかったことです。
人間、つまり私たちが霊長類の「いとこ」から分裂した頃に突然変化し始めた人間を除いて。
データをさらに分析した後、研究者たちは、平行加速領域がヒトの肥満に関連する遺伝子の近くに現れることに気づきました。
加速領域と肥満制御に役割を果たす遺伝子との関連を確認するために、GreggとFerrisは、非常に特殊な遺伝子セットを分析しました。これは、人間ではまれな遺伝的状態であるプラダーウィリー症候群を引き起こす遺伝子です。
他の症状の中でも、この状態は過度の食欲を特徴とし、不健康な体重増加と肥満につながる可能性があります。
プラダーウィリー症候群に関連する遺伝子を調べたところ、研究者らは、この遺伝的状態で役割を果たさなかった遺伝子と比較した場合、これらの遺伝子がより多くの休止状態加速領域に関連していることを発見しました。
「新しい研究の基礎を築く」
これらの結果に続いて、GreggとFerrisは、冬眠中の動物が、肥満に関連する特定の遺伝子の活動を自動的に「オフ」にするメカニズムを進化させた可能性があることを示唆しています。これは、休止状態にない哺乳類には当てはまりません。
研究者らはまた、冬眠の調節と肥満の制御の両方に役立つ可能性のある364もの遺伝子要素を特定しました。
「私たちの結果は、数十万人の研究で肥満に関連する遺伝子の近く、および症候群型の肥満に関連する遺伝子の近くで、休止状態加速領域が濃縮されていることを示しています」とフェリスは言います。
「したがって、人間と冬眠中の動物からのデータをまとめることで、哺乳類の肥満を制御するためのゲノム内のマスター調節スイッチの候補を明らかにすることができました」と彼は付け加えます。
専門の遺伝子編集技術を使用して、研究者たちは現在、マウスモデルにおけるこれらの364の遺伝子要素の役割をテストしています。彼らは、彼らの発見が最終的に肥満だけでなく代謝メカニズムに関連する他の状態を制御する方法を見つけるのに役立つことを望んでいます。
「肥満と代謝は非常に多くの異なる疾患のリスクを形成するため、ゲノムのこれらの部分の発見は、多くの重要な新しい研究の方向性の基礎を築く本当にエキサイティングな洞察です。老化、認知症、メタボリックシンドロームの新しいプロジェクトが生まれています。」
クリストファー・グレッグ
