A szibériai hörcsög egy nagyon kicsi rágcsáló, amely Szibéria délnyugati részén őshonos, ahogy a neve is mutatja.
A tudósok modellszervezetnek tekintik a szezonális biológiai ritmusok tanulmányozását. Szaporodási szakasza ugyanis tavasszal és nyár elején helyezkedik el, és az ősz közeledtével teste drasztikusan megváltozik.
Ez idő alatt a legtöbb szibériai hörcsög elveszíti a zsír súlyát, és 30 és 40 százalék közé korlátozza táplálékfelvételét. Szőrzete is drasztikusan változik, vastagabbá és intenzívebb fehér színűvé válik. Míg ez megtörténik, a következő tavaszi és nyári tenyészidőszakig meddővé válnak.
Egy nemrégiben készült tanulmány azonban a szibériai hörcsög genomjának és transzkriptómjának, azaz génjeinek RNS-molekuláinak összegyűjtésére és elemzésére irányult annak érdekében, hogy megértsük viselkedését mind nyáron, mind télen.
A projektet Tyler Stevenson, a Prendergast laboratóriumának egykori posztdoktori munkatársa vezette, jelenleg a Glasgowi Egyetem karán, Riyue Bao társaságában, a Chicagói Egyetem Bioinformatikai Kutatási Informatikai Központjának társaságában.
Az eredmény az volt, hogy szezonális testváltozásaik mögött a nap hossza áll, amelynek csökkenése elegendő inger ahhoz, hogy testüket a tél túléléséhez igazítsák, függetlenül a hőmérséklettől vagy a rendelkezésre álló élelmiszer mennyiségétől.
A kutatók meg akarták tudni, hogy a szibériai hörcsög hogyan tartja meg súlyát egész évben, és figyelmüket egy pomc nevű génre irányították, amelyről már régóta feltételezik, hogy részt vesz a hosszú távú súlyszabályozásban és egyensúlyban.
Tavasszal megnő a T3 termelődése és a pomc gén aktivitása
A hipotalamusznál kezdjük. Mint sokan tudják, ez az agy olyan régiója, amely számos fontos anyagcsere-folyamatért felelős, például a hormonok felszabadulásáért, a testhőmérséklet szabályozásáért, az éhség és az alvás ellenőrzéséért, valamint a pajzsmirigyhez kapcsolódik. Mindezek az elemek döntő szerepet játszanak az étvágy, az élelmiszer-bevitel és az energiafelhasználás szempontjából.
A T4, a pajzsmirigyhormon elérhető a véráramban. A nappali fény mennyisége tavasz folyamán növekszik, ekkor a hörcsög elkezdi termelni az úgynevezett dejodináz enzimeket.
A deodináz eltávolít egy jódmolekulát a T4-ből, átalakítva T3-ra, amely egy erősebb hormon, amely szorosan kapcsolódik a pomc gén aktivitásához, amely, mint már említettük, a tömeghez és az energiához kapcsolódik.
Tehát a nyár beköszöntével megnő a T3 hormon termelése, ami serkenti a hörcsögök termékenységét. Viszont növeli a pomc gének aktivitását, elősegítve a súlygyarapodást.
Másrészt az ősz közeledtével a napok rövidülni kezdenek, és kevesebb nappali fény esetén kevesebb a T3 termelődése, ami korlátozza szaporodási képességüket a tél beköszöntére. Ugyanakkor a T3 csökkenése csökkenti a pomc aktivitását is, ezért fogynak erre a szezonra.
Úgy tűnik, hogy a szibériai hörcsög fejlődött
Stevenson megragadta az alkalmat, hogy összehasonlítsa a szibériai hörcsög genomját más emlősök, például patkányok és egerek genomjával, és jelentős különbségeket talált a pomc gén promoter régiójában.
A szerző kiemelte, hogy minden állat szezonális szintű biológiát mutat, még az emberek is. Ez azt jelenti, hogy funkcióik az év évszakának megfelelően módosulnak, amelyben vannak.
„Minden állat szezonális szintű biológiát mutat, beleértve az embereket is. Megállapításaink azt mutatják a hörcsögöknél, hogy az agyban ható pajzsmirigyhormonok, ahol a pomc kifejeződik, hosszú távon szabályozzák az energiaegyensúlyt. Teljesen lenyűgöző, hogy ez a folyamat egyes állatokban, például a hörcsögökben és a pocakokban fejlődött ki, másokban nem, például a juhokban vagy az emberekben. Ez azt mondja nekünk, hogy az állatok között nagyfokú a genomiális változékonyság, és a hosszú távú energiamérleg erős fajspecifikus kontrollját jelzi. ".
Más kísérletek abból álltak, hogy korlátozták a táplálék mennyiségét a hörcsögökben, és bár voltak bizonyítékok ebből eredő agyi változásokra, az az igazság, hogy ez az inger nem volt nagyobb hatással a pomc expressziójára.
Tehát csak a nap hosszának változása stimulálhatja a pomc gént, és ezért változást hozhat létre a súlyában és a szaporodási ciklusában.
Ez egy érdekes megállapítás, amely még hasznos lehet az emberek elhízásának tanulmányozásában.