Что приводит к тому, что осенью медведи и хомяки погружаются в спячку, а птицы отправляются на юг? Исследование выявило, что причина кроется в специфическом гене, который является универсальным для большинства наземных животных.
С каждым сокращением дней ученые делают новые важные открытия в области сезонного поведения млекопитающих и других животных. Исследование, проведенное Университетом Глазго и опубликованное в журнале eLife, указывает на ген Dio3 как на биологический механизм, который лежит в основе сезонного поведения.
Млекопитающие и птицы подстраивают свои привычки (например, зимнюю спячку и миграцию) под определенные времена года. Давно известно, что животные реагируют на внешние факторы, определяющие фенологические события (температура воздуха, продолжительность светового дня, изменения кормовой базы), однако это первое исследование, раскрывающее внутренний механизм сезонного поведения.
Несмотря на связь состояния окружающей среды и поведения, учёные показывают, что только ген Dio3 играет решающую роль в регулировке внутренних сезонных часов млекопитающих и птиц. Он должен быть активен независимо от погоды и прочих внешних факторов.
Ген Dio3 сохраняется в ходе эволюции у всех позвоночных, включая человека, птиц, рептилий и рыб, однако он проявляет большую активность у теплокровных существ, обитающих ближе к полюсам (в регионах с более умеренным или холодным климатом), а в экваториальных зонах его активность ниже.
Ученые сделали это открытие, проведя транскриптомное секвенирование, а также взяв клеточные образцы и отслеживая сезонные ритмы джунгарских хомяков. Им удалось выяснить, что с сокращением светлого времени суток ген Dio3 каким-то образом активируется. Этот ген инициирует процесс, продолжающийся шесть месяцев, во время которого у хомяков формируется зимнее состояние низкой активности (спячка). Как только функция гена прекращается, хомяки вновь возвращаются к летним условиям.
Наша работа важна, потому что теперь мы знаем, какова последовательность в экспрессии генов, которые контролируют долгосрочные изменения в сезонной физиологии и поведении. Понимание того, как и когда гены активируются в течение сезона, позволяет нам лучше изучить механизм, лежащий в основе годового цикла здоровья, и, что немаловажно, потенциальные причины острых или хронических заболеваний наших четвероногих и пернатых подопечных.
Фото: hi-tech.mail.ru