Невелика тварина здатна зменшувати свій мозок: вчені з'ясували, як

Вчені заявили, що їм вдалося зрозуміти, як євразійська бурозубка (Sorex araneus) зменшує розміри свого мозку та інших частин тіла. Дослідники з США, Німеччини та Данії виявили низку генів, відповідальних за це явище, повідомляє Science Alert.

Такі тварини, як ведмеді, нарощують жировий прошарок і сповільнюють метаболізм напередодні зими. Це дозволяє їм вижити місяці без доступу до їжі. Але євразійська бурозубка живе лише рік і не впадає у сплячку. Щоб вижити у темні та холодні дні, вона зменшує обсяги своїх органів, які споживають енергію.

Внаслідок процесу, відомого як феномен Денеля, істота вагою від п'яти до 12 г може скинути до 18% своєї ваги при зниженні температури. Це дуже велике скорочення, яке включає втрату приблизно чверті маси мозку. Навесні тварина повертає втрачені гени.

Тепер вчені заявили про те, що змогли знайти гени, відповідальні за цей процес. Більше того, їм вдалося виявити зв'язки з генетичними змінами у людей, які страждають на хворобу Альцгеймера та інші захворювання.

Рік тому та ж команда вчених перерахувала низку метаболічних зрушень у печінці, корі головного мозку та гіпокампі цієї землерийки, які супроводжують сезонне усихання. На думку дослідників, вони можуть мати значення для лікування неврологічних захворювань у людей.

У ході нового дослідження вчені прагнули краще зрозуміти еволюцію синдрому Денеля, порівнюючи експресію генів у гіпоталамусі землерийки з експресією генів у 15 інших видів ссавців.

Гіпоталамус відіграє важливу роль у регуляції метаболізму у тварин, тому зміни його активності у відповідь на сезонні зрушення в організмі стали головним об'єктом вивчення. Використовуючи існуючі набори даних, група ідентифікувала сотні генів, які були активовані у землерийок, так і мали відповідні версії, експресовані в мозку ряду інших ссавців, включаючи інших землерийок, гризунів і приматів.

«Ми створили унікальний набір даних, за допомогою якого ми змогли порівняти гіпоталамус землерийки залежно від сезону та виду. Ми виявили набір генів, які змінюються залежно від сезону та беруть участь у регуляції енергетичного гомеостазу, а також гени, які регулюють загибель клітин, які, як ми припускаємо, можуть бути пов'язані із зменшенням розміру мозку», — заявив один із провідних науковців дослідження, еволюційний біолог Вільям Томас із Університету Стоуні-Брук у США.

Гени землерийки, які змінюють експресію залежно від сезону, включають кілька генів, що регулюють кальцієву сигналізацію в бар'єрі між кровоносною системою та мозком, що вказує на адаптації, що відкривають канали в гіпоталамус та посилюють здатність цієї області швидко реагувати на зміни навколишнього середовища.

Послідовність, яка виділялася при порівнянні регуляції генів восени та навесні, була BCL2L1, послідовність, яка, як вважають, відіграє роль в управлінні руйнуванням окремих клітин.

Порівнюючи регульовані послідовності з аналогічними генами в різних видів ссавців, команда виділила п'ять генів, які тепер вважають важливими в еволюції феномена Денеля у землерийки. Серед них був ген, який переробляє мембранні білки, інший, який опосередковує функції синаптичних мембран у нервових клітинах, та один, пов'язаний з ожирінням та хворобою Альцгеймера у людей.

Вчені виявили на Майорці найстарішу відому скам'янілість горгонопсії, вік якої становить 270-280 мільйонів років. Це шаблезубий хижак, виявлення якого може змінити уявлення про еволюційну лінію, яка веде до ссавців.