Campus Alert

A falatozó barlanghalak mutált génnel rendelkeznek néhány elhízott emberrel

A Harvard Medical School genetikusai által vezetett új tanulmány szerint a vak barlangi halaknak, amelyek alkalmazkodtak az éhezés és az evés évenkénti ciklusaihoz, mutációk mutatkoznak az MC4R génben, ugyanazon gén mutációja, amely bizonyos elhízott, kielégíthetetlen étvágyú embereknél mutálódik.

A PNAS-ban közzétett eredmények többet elárulnak arról, hogyan fejlődtek a gerincesek, hogy különböző anyagcseréjük legyen egymástól, és betekintést nyújthassanak az emberi elhízás és a betegség kapcsolatába.

"Mindannyian tudjuk, hogy az embereknek különböző anyagcseréje van, ami különböző étkezési mennyiségeknél hízik." - mondta a tanulmány vezető szerzője, Clifford Tabin, a George Jacob és Jacqueline Hazel Leder genetikai professzor és a HMS genetikai tanszékének elnöke.

"A barlanghalakkal végzett munka természetes környezetben példát ad arra, hogy miért és hogyan alakultak másként az anyagcserék" - mondta. "A halakban látott mechanizmusok némelyike kihatással lehet az emberi anyagcserére és ezáltal az emberi egészségre is."

Lakoma és éhínség

Ahogy a neve is sugallja, mexikói barlanghalak sötét, elszigetelt barlangokban élnek Mexikó északkeleti részén. Több százezer év alatt, mióta elválasztották őket felszíni unokatestvéreiktől, több szempontból is alkalmazkodtak zord környezetükhöz.

Fény nélkül fokozatosan elvesztették a szemüket és a pigmentációt. Kevés étellel szemben ellenállóvá váltak az éhezéssel szemben.

A barlanghal hónapokig bírja táplálék nélkül azáltal, hogy hatalmas mennyiségű zsírt tárol és lassabban égeti el.

"Ezek a halak nagyon-nagyon kövérek - sokkal zsírosabbak, mint a felszíni halak" - mondta Nicolas Rohner, a Tabin laboratóriumi posztdoktori kutatója, a tanulmány társszerzője. "És bár aktívak, anyagcseréjük lassabb."

Rohner és Ariel Aspiras, a Tabin labor egyik végzős hallgatója, laboratóriumi kísérletek során azt tapasztalták, hogy két hónap étkezés nélkül a barlanghalak fele akkora súlyt vesztettek, mint a felszíni populációk. Három hónap elteltével a barlanghalak "teljesen rendben voltak", míg a felszíni halak pusztulni kezdtek.

"Úgy gondoljuk, hogy a barlanghal ennél sokkal hosszabb ideig tarthat, hatalmas zsírtartalékaik miatt" - mondta Rohner.

Hogyan lett a barlanghal eleve annyira elhízott?

A további vizsgálatok feltárták, hogy egyes barlangállományok kielégíthetetlen étvágyat alakítottak ki, így amikor a táplálék rendelkezésre áll, amelyet évente egyszer áradások árasztanak el, a halak korlátlanul képesek enni és annyi zsírt raktározni, hogy fenntartsák őket a következő ünnep.

Bár a barlanghal nem alszik a szűkösség idején, "ez a modell hasonló lehet a hibernált állatokhoz, mivel hosszabb ideig tárolt zsírból élnek" - mondta Rohner. Természetesen hozzátette: "a hibernált medvék tanulmányozása nehezebb, mint a halaké".

Figyelemre méltó, hogy a barlanghalak hosszú, egészséges életet élnek annak ellenére, hogy túlsúlyosak. A csapat meg akarja vizsgálni, hogyan történik ez, abban a reményben, hogy egyszer segítséget nyújthat az elhízással élő embereknek.

Kövér, de fitt

A kutatócsoport több különböző barlangból, valamint a környező felszíni folyókból származó halak DNS-ét elemezte, hogy megtudja, milyen genetikai mutációk vezethetik az anyagcsere, a testsúly és az étvágy különbségeit.

A barlanghalak többségében mutációk voltak az MC4R-ben, amely génről ismert, hogy az emberi agyban leptin (étvágycsökkentő hormon) és inzulin szabályozza.

"Ez az energiamérleg fenntartásának egyik kulcsfontosságú eleme" - magyarázta Aspiras. "Amikor az emberek megpróbálnak diétázni vagy megváltoztatni a testsúlyukat, az agyadban vannak olyan szabályozók, amelyek megpróbálják a jelenlegi testsúlyodon tartani. Az MC4R egyike ezeknek."

Az MC4R nélküli laboratóriumi egerek súlyosan elhízottak és folyamatosan éhesek. Emberekben az MC4R mutációk - beleértve azt is, amely azonos a barlanghalakban - az örökletes elhízás leggyakoribb egyetlen gén oka.

Rohner és Aspiras megállapította, hogy a mutációk úgy tűnik, hogy csökkentik a gén aktivitását a barlanghalakban, levéve a fékeket az étvágycsökkentőikről. Bár ez katasztrofális lehet az emberek számára - az MC4R mutációval rendelkező gyermekek nem tudják abbahagyni az étkezést -, ez előnyösnek bizonyult a halak számára.

Valamikor ez az emberek számára is előnyös lehetett. Még az újkori elhízási járvány előtt az emberek mint fajok viszonylag „nagyon kövérek voltak” - mutatott rá Rohner. "Evolúciónkban volt erre szelekció, de nem tudjuk, miért. Ha megértjük, hogy ezek a halak hogyan lettek kövérek, az végül segíthet megérteni, hogy mi."

"Ez engem nagyon zavar - hogy küzdenünk kell e késztetés ellen, hogy állandóan édes és zsíros ételeket fogyasszunk, és ez evolúciós történelmünknek köszönhető" - tette hozzá. "Annak lehetősége, hogy megtudhatjuk, miért van ez, talán e barlanghalak mint modellrendszer használatával, abban bízik bennem, hogy egy nap megtaláljuk a módját, hogy ellenálljunk ennek a késztetésnek."

Rohner és munkatársai bizonyosak abban, hogy a barlanghalban más gének is játszanak; például az MC4R mutációk nem magyarázzák teljes mértékben az étvágy növekedését vagy a hal zsírmáját. Most további mutációkat keresnek a halakban, amelyek viszont hozzájárulhatnak az emberi anyagcserét és elhízást befolyásoló gének kereséséhez.

Ezt a munkát az Országos Egészségügyi Intézet támogatásával támogatták (HD047360).