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基因将果蝇的运动耐力耐寒性和细胞维持联系起来

开心的月饼 2023-09-19 14:15:52 健康养生

随着北半球的白天越来越短、越来越寒冷,那些选择在早上锻炼的人可能会发现起床和跑步变得更加困难。《美国国家科学院院刊》上的一项研究发现了一种蛋白质,如果缺失,就会使在寒冷中锻炼变得更加困难——至少在果蝇中是这样。

基因将果蝇的运动耐力耐寒性和细胞维持联系起来

密歇根大学医学院和韦恩州立大学医学院的一个研究小组在研究新陈代谢和压力对身体的影响时,在苍蝇中发现了这种蛋白质,他们以穿越阿拉斯加的著名长距离狗拉雪橇的名字将苍蝇命名为艾迪塔罗德。

他们对一种称为自噬的生理过程特别感兴趣,在该过程中,细胞的受损部分被从体内清除。在筛选果蝇基因组时,他们找到了调节关键管家程序的候选者。

他们通过调整一些果蝇的基因组成以过度激活它们眼睛中的自噬,证明了自噬和Iditarod(或Idit)之间的联系。自噬过多的果蝇会出现大量细胞死亡,导致眼睛明显退化。灭活Idit基因恢复了正常的眼睛结构,表明Idit基因参与了自噬过程。

该团队的下一步是在人类中寻找相似的基因或同源物。

“当我们查询人类基因组中的这个基因时,最受关注的是一个名为FNDC5的基因,它是蛋白质鸢尾素的前体,”密歇根大学分子和综合生理学系的JunHeeLee博士说。

先前的研究表明,鸢尾素是一种重要的激素,参与哺乳动物的肌肉骨骼和其他运动益处,并在适应寒冷温度方面发挥作用。

李的实验室对运动作为一种轻微的身体压力形式很感兴趣。

“我们意识到这个基因可能对运动也很重要,如果是这样,我们应该能够在果蝇中检测到类似的生理效应,”李说。

韦恩州立大学的罗伯特·韦塞尔博士团队开发了一种训练果蝇的新方法,研究人员与韦恩州立大学的罗伯特·韦塞尔博士团队合作,使用了一种飞蝇悬崖攀爬器,利用昆虫从试管中向上爬的本能。

他们发现,缺乏Idit基因的果蝇运动耐力受损,并且缺乏训练后通常会出现的改善。此外,众所周知,哺乳动物中的鸢尾素可以上调产热过程,这对于耐寒性至关重要。有趣的是,没有Idit的果蝇也无法忍受寒冷。

李说,这告诉我们,存在于无脊椎动物和哺乳动物中的这个基因家族似乎在整个进化过程中都是保守的,并且发挥着重要的功能。

“我们相信运动有助于通过自噬清洁细胞环境,”李说。“当你剧烈运动时,肌肉就会受损,一些线粒体也会发生故障,”李说。“自噬过程被激活,以清除任何受损的细胞器或有毒副产物,而Idit基因在这个过程中似乎很重要。”

李希望接下来将这项工作与他们之前关于运动和生理压力的工作联系起来。


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