Как это работает

Евразийская землеройка, также известная как обыкновенная бурозубка, разработала интересную стратегию выживания, чтобы пережить темные холодные дни. Она уменьшает свои органы, чтобы те потребляли меньше энергии и сохраняли те немногочисленные запасы, которые она может найти. Этот хитрый прием выживания, названный "феноменом Денеля" в честь польского зоолога Августа Денеля, может привести к тому, что крошечные млекопитающие весом от 5 до 12 граммов теряют до 18 процентов своего веса при снижении температуры. Это большое сокращение, более четверти которого приходится на мозг. Самое интересное, что следующей весной потерянные ткани восстанавливаются, сообщает 24 Канал со ссылкой на eLife.

Смотрите также Подо льдом антарктического озера нашли невиданную ранее экосистему

Теперь исследователи из США, Германии и Дании определили ряд генов, ответственных за это явление, и обнаружили интригующие общие черты с генетическими изменениями у людей, которые причастны к различным заболеваниям, включая болезнь Альцгеймера. Эти новые результаты появились через год после того, как те же самые исследователи перечислили ряд метаболических сдвигов в печени, коре головного мозга и гиппокампе землеройки, которые сопровождают сезонное сокращение, и которые, по их мнению, могут иметь значение для лечения неврологических заболеваний у людей.

В новом дальнейшем исследовании команда стремилась лучше понять эволюцию феномена Денеля, сравнивая экспрессию генов в гипоталамусе землеройки с экспрессией генов у 15 других видов млекопитающих из разных рядов.

Гипоталамус играет важную роль в регуляции метаболизма у животных, поэтому это делает изменения в его активности в ответ на сезонные сдвиги первоочередным объектом исследования. Используя существующие наборы данных, команда идентифицировала сотни генов, которые были как повышенно регулируемые у землероек, так и имели соответствующие версии, экспрессируемые в мозге ряда других млекопитающих, включая других землероек, грызунов и приматов.

Мы создали уникальный набор данных, с помощью которого смогли сравнить гипоталамус землероек в разное время года и между различными видами. Мы обнаружили набор генов, которые меняются в зависимости от времени года и участвуют в регулировании энергетического гомеостаза, а также генов, которые регулируют гибель клеток, что, как мы предполагаем, может быть связано с уменьшением размера мозга,
– говорит один из ведущих ученых исследования, биолог-эволюционист Уильям Томас из Университета Стони Брук в США.

Среди генов землеройки, экспрессия которых менялась в зависимости от времени года, было несколько, регулирующих кальциевую сигнализацию в барьере между кровеносной системой и мозгом, намекая на адаптации, которые открывают каналы к гипоталамусу и повышают способность этого участка быстро реагировать на изменения окружающей среды.

В конце команда определила пять генов, которые они теперь считают важными в эволюции феномена Денеля у землероек.

Среди них:

  • Ген, который перерабатывает мембранные белки.
  • Ген, опосредующий функции мембран синапсов в нервных клетках.
  • Ген, связан с ожирением и болезнью Альцгеймера у людей.

Учитывая подход землеройки к жизни по принципу "живи быстро, умирай молодым", поскольку животное живет всего год, жертвование нейронами ради сохранения быстро разряжающейся батареи, скорее всего, окупится. Для нашего вида, который живет многие десятилетия, подобные изменения будут стоить слишком много.

Дальнейшее изучение способности землеройки намеренно уменьшать свой мозг может дать более глубокое понимание диагностики и лечения когнитивных расстройств у людей.