Zoologie AG Michel
Facultatea de Matematică și Științe ale Naturii, Institutul de Zoologie
Homeostazia energetică este conceptul de care avem nevoie pentru a echilibra aportul alimentar cu cheltuielile de energie. Folosim activitatea energetică zilnică, dar și rata metabolică bazală (energia necesară pentru a menține corpul într-o stare de repaus) și efectele termice ale alimentelor (energia necesară pentru a metaboliza alimentele, precum și nutrienții și energia acesteia sunt disponibile a face) (vezi Figura 1).
Când acest sistem iese din bătăi, urmează diferite boli metabolice, care împreună reprezintă o povară enormă pentru societate. Obezitatea rezultă din creșterea durerilor de foame, în timp ce pierderea poftei de mâncare duce la anorexie și cancer-cașexie. Fiecare dintre acestea este comorbid cu o varietate de alte afecțiuni, în special diabetul de tip 2 cu obezitate, dar problemele de reproducere sunt, de asemenea, comorbide cu ambele capete ale scalei - obezitatea, precum și anorexia. Prin urmare, un echilibru bun între consumul și cheltuielile alimentare este crucial.
Dar aceste gene nu sunt conservate doar la mamifere, ci la toate vertebratele. Lucrez la homeostazia energetică în peștele zebră. Peștele zebră este un organism a cărui dezvoltare timpurie a fost intens studiată în ultimele decenii. Genomul a fost secvențiat și laboratoarele din întreaga lume au contribuit la o cutie de instrumente impresionantă pentru studierea biologiei peștilor zebră. Am stabilit mai multe linii mutante în leptină, receptor de leptină și AgRP, precum și diferite linii de markeri în dezvoltarea timpurie.
În timp ce genele și mecanismele de bază sunt conservate între șoareci, pești și bărbați, există diferențe semnificative în detalii. Un obiectiv al laboratorului este de a crea o foaie de parcurs pentru controlul metabolic la peștele zebră, pentru a înțelege ce aspecte ale homeostaziei energetice sunt păstrate funcțional și care sunt diferite. Există puncte forte în ambele răspunsuri. Acolo unde este conservat funcțional, peștele poate fi folosit ca sistem de model și puterea deplină a geneticii peștilor în forme de ecrane genetice directe poate fi utilizată pentru a studia endofenotipul conservat.
Alte aspecte ale metabolismului nu sunt la fel de bine conservate ca biologia leptinei. Hormonul la șoareci este exprimat doar în alb (Zhang și colab. 1994), în timp ce la pești nu se găsește la majoritatea speciilor examinate până acum în țesutul adipos. Am constatat că peștele zebră supraalimentat cu mutații ale receptorilor de leptină sau leptină, spre deosebire de șoarecii cu mutații ale receptorilor de leptină sau leptină, nu devin obezi, dar fenotipul lor constă în reglarea glucozei. Obezitatea și diabetul sunt comorbide la șoareci cu această mutație. Asta pune întrebări fascinante - dacă leptina nu semnalează creierului ce este grăsimea, ce atunci? Care este mecanismul de reglare a glucozei de către leptină la pești și dovezi suplimentare pot fi folosite pentru a investiga de ce diabetul de tip 2 este uneori, dar nu întotdeauna, comorbid la persoanele cu obezitate?
Obiectivele pe termen lung ale acestei cercetări sunt trei: 1) îmbunătățirea tiparelor de homeostazie anormale (care afectează speciile de animale), 2) înțelegerea evoluției biodiversității și 3) îmbunătățirea comportamentului de creștere a animalelor de fermă (domesticirea ca nișă ecologică de animale).