Genetyczna tolerancja na niedotlenienie
Nowe studium naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego rzuca nieco światła na ludzką zdolność przystosowania się do niedotlenienia. Dobierając przez 200 pokoleń muszki owocowe (Drosophila melanogaster) odporne na hipoksję, specjaliści zademonstrowali towarzyszące temu trwałe zmiany w genomie.
Niedotlenienie wiąże się nie tylko z przebywaniem na dużych wysokościach (chorobą wysokościową) czy schodzeniem głęboko pod wodę. Występuje też przy zawale, udarze czy schorzeniach układu oddechowego, które ograniczają ilość tlenu docierającego do narządów wewnętrznych.
Akademicy zdecydowali się na badanie owocówek, ponieważ ich mechanizmy molekularne są bardzo podobne do ludzkich. Uzyskane po 200-pokoleniowej hodowli owady tolerowały śmiertelne w normalnych warunkach niedotlenienie. Co więcej, przekazywały tę cechę potomstwu. Utrzymywała się ona nawet przy braku stresu wywołanego niedotlenieniem. Sugeruje to, że w grę wchodzi mechanizm genetyczny, a nie fizjologiczny.
Zespół doktora Gabriela G. Haddada porównywał genomy specjalnie dobieranych D. melanogaster i grupy kontrolnej. W ten sposób wskazano specyficzne regiony DNA, głównie na chromosomie X, które odpowiadały za oporność na niedotlenienie. Kilka z tych regionów zawierało geny kontrolujące szlak sygnalizacyjny Notch. Jest on wykorzystywany przez różnorodne organizmy do regulowania przeznaczenia linii komórkowych. Wcześniej wykazano, że szlak ten jest nadmiernie aktywowany zarówno u niedotlenionych owocówek, jak i myszy. Aby potwierdzić, że rzeczywiście korzystne zmiany dotyczą właśnie Notch, Amerykanie zastosowali inhibitor gamma-sekretazy o nazwie DAPT. Zabieg ten znacznie zmniejszył przeżywalność przedstawicieli tolerującego hipoksję szczepu. Naukowcy stwierdzili również, że muszki bez mutacji lub z mutacjami prowadzącymi do ubytku funkcji (ang. loss-of-function mutation) wykazywały znaczny spadek tolerancji na hipoksję. Dla odmiany mutacje polegające na nabyciu funkcji (ang. gain-of-function mutation) bardzo zwiększały zdolność tolerowania niedotlenienia.
Potwierdziliśmy, że wynikiem długoterminowego wystawienia na wpływ niedotlenienia są zmiany w DNA, a nie tylko w ekspresji genów – podsumowuje Haddad.
Komentarze (0)