Зоология AG Мишел
Факултет по математика и природни науки, Институт по зоология
Енергийната хомеостаза е концепцията, която ни е необходима, за да балансираме приема на храна и енергийните разходи. Използваме ежедневна енергийна активност, но също така и базалната скорост на метаболизма (енергията, необходима за поддържане на тялото в покой) и топлинните ефекти на храната (енергията, необходима за метаболизма на храната и осигуряването на нейните хранителни вещества и енергия) да се направи) (вижте фигура 1).
Когато тази система излезе от равновесие, следват различни метаболитни заболявания, които заедно представляват огромна тежест за обществото. Затлъстяването е резултат от повишен глад, докато загубата на апетит води до анорексия и ракова кахексия. Всеки от тях е съпътстващ с различни други състояния, най-вече диабет тип 2 със затлъстяване, но репродуктивните проблеми са съпътстващи и с двата края на скалата - затлъстяването, както и анорексията. Следователно добрият баланс между приема и храната е от решаващо значение.
Но тези гени са запазени не само при бозайниците, но и при всички гръбначни животни. Работя върху енергийната хомеостаза в рибата зебра. Рибата данио е организъм, чието ранно развитие се изучава усилено през последните няколко десетилетия. Геномът е секвениран и лабораториите по целия свят са допринесли за впечатляващ набор от инструменти за изучаване на биологията на зебра. Установихме няколко мутантни линии в лептин, лептинов рецептор и AgRP, както и различни маркерни линии в ранното развитие.
Докато основните гени и механизми са запазени между мишки, риби и мъже, има значителни разлики в детайлите. Един от фокусите на лабораторията е да се създаде пътна карта за метаболитен контрол при зебрата, за да се разбере кои аспекти на енергийната хомеостаза са функционално запазени и кои са различни. Силните страни се крият и в двата отговора. Където е функционално запазена, рибата може да се използва като моделна система, а пълната мощ на генетиката на рибите под формата на екрани за напред генетика може да се използва за изследване на запазения ендофенотип.
Други аспекти на метаболизма не са толкова добре запазени, колкото биологията на лептина. Хормонът при мишки се изразява само в бяло (Zhang et al. 1994), докато при рибите той не се среща при повечето от изследваните досега видове в мастната тъкан. Установихме, че прехранените рибки зебра с мутации на лептин или рецептор на лептин, за разлика от мишките с мутации на лептин или рецептор на лептин, не затлъстяват, но техният фенотип е регулиране на глюкозата. Затлъстяването и диабетът са съпътстващи при мишки с тази мутация. Това поражда очарователни въпроси - ако лептинът не сигнализира на мозъка какво е мазнина, какво тогава? Какъв е механизмът на регулиране на глюкозата от лептин при риби и могат да се използват допълнителни доказателства, за да се изследва защо диабет тип 2 понякога, но не винаги, е коморбиден при хора със затлъстяване?
Дългосрочните цели на това изследване са три: 1) подобряване на ненормалните модели на хомеостаза (засягащи животински видове), 2) прозрение за развитието на биологичното разнообразие и 3) подобряване на поведението на растеж на селскостопанските животни (опитомяване като екологична ниша на животните).