Зоологія А. Г. Мішель
Факультет математики та природничих наук Інституту зоології ім
Енергетичний гомеостаз - це концепція, яка нам потрібна для збалансування споживання їжі та витрат енергії. Ми використовуємо щоденну енергетичну активність, але також базальну швидкість метаболізму (енергію, необхідну для підтримання організму у спокої) та теплові ефекти їжі (енергію, необхідну для метаболізму їжі та забезпечення її поживних речовин та енергії) зробити) (див. малюнок 1).
Коли ця система виходить з ладу, слідують різні метаболічні захворювання, які в сукупності представляють величезне навантаження на суспільство. Ожиріння виникає внаслідок посилення відчуття голоду, тоді як втрата апетиту призводить до анорексії та раку-кахексії. Кожен із них супроводжується низкою інших захворювань, особливо діабет 2 типу із ожирінням, але репродуктивні проблеми також супутні з обох кінців шкали - ожиріння та анорексія. Тому вирішальним є хороший баланс між споживанням та витратою їжі.
Але ці гени зберігаються не тільки у ссавців, але й у всіх хребетних. Я працюю над енергетичним гомеостазом у даніо. Данио - це організм, ранній розвиток якого інтенсивно вивчався протягом останніх кількох десятиліть. Геном було послідовно розроблено, і лабораторії по всьому світу внесли свій внесок у вражаючий набір інструментів для вивчення біології даніо. Ми встановили кілька мутантних ліній у лептині, рецепторах лептину та AgRP, а також різні маркерні лінії на початку розвитку.
Хоча основні гени та механізми зберігаються між мишами, рибами та чоловіками, існують суттєві відмінності в деталях. Одним із напрямків роботи лабораторії є створення дорожньої карти для метаболічного контролю у даніо, щоб зрозуміти, які аспекти енергетичного гомеостазу функціонально збережені, а які різні. Сильні сторони полягають в обох відповідях. Там, де функціонально збережені, риба може бути використана як модельна система, а повна потужність генетики риб у формах прямих генетичних екранів може бути використана для вивчення збереженого ендофенотипу.
Інші аспекти метаболізму не настільки добре збережені, як лептинова біологія. Гормон у мишей експресується лише в білому кольорі (Zhang et al. 1994), тоді як у риб він не зустрічається у більшості видів, досліджених до цього часу, в жировій тканині. Ми виявили, що перегодовані даніо з мутаціями лептину або рецепторів лептину, на відміну від мишей з мутаціями лептину або рецепторів лептину, не страждають ожирінням, але їх фенотип полягає в регуляції глюкози. Ожиріння та діабет супутні у мишей з цією мутацією. Це викликає інтригуючі запитання - якщо лептин не говорить мозку, що таке жир, що тоді? Який механізм регуляції глюкози лептином у риб і можна використати додаткові докази, щоб дослідити, чому діабет 2 типу інколи, але не завжди, супутній у людей із ожирінням?
Довготермінові цілі цього дослідження потрійні: 1) поліпшення аномальних моделей гомеостазу (зачіпають види тварин), 2) розуміння еволюції біорізноманіття та 3) поліпшення поведінки сільськогосподарських тварин при зростанні (одомашнення як екологічна ніша тварин).