Как фруктовые летучие мыши эволюционировали для потребления большого количества сахара: возможные последствия для исследований диабета

Высокосахарная диета вредна для человека, приводя к диабету, ожирению и даже раку. Однако фруктовые летучие мыши выживают и даже процветают, съедая до двух весов своего тела в сладких фруктах каждый день.

Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) обнаружили, как фруктовые летучие мыши, возможно, эволюционировали для потребления такого количества сахара, с потенциальными последствиями для 37 миллионов американцев с диабетом. Результаты, опубликованные в Nature Communications, указывают на адаптации в организме фруктовых летучих мышей, которые предотвращают вред от их богатой сахаром диеты.

"При диабете человеческий организм не может производить или обнаруживать инсулин, что приводит к проблемам с контролем уровня сахара в крови, — сказал Надав Ахитув, доктор философии, директор Института генетики человека UCSF и соавтор статьи. — Но у фруктовых летучих мышей есть генетическая система, которая безотказно контролирует уровень сахара в крови. Мы хотели бы изучить эту систему, чтобы создать лучшие инсулиновые или сахароснижающие терапии для людей".

Команда Ахитува сосредоточилась на эволюции поджелудочной железы летучих мышей (которая контролирует уровень сахара в крови) и почек. Они обнаружили, что поджелудочная железа фруктовой летучей мыши, по сравнению с поджелудочной железой насекомоядной летучей мыши, имеет дополнительные инсулин-продуцирующие клетки, а также генетические изменения, помогающие перерабатывать огромное количество сахара. Кроме того, почки фруктовых летучих мышей адаптировались, чтобы удерживать жизненно важные электролиты из их водянистой пищи.

"Даже небольшие изменения, вплоть до отдельных букв ДНК, делают эту диету жизнеспособной для фруктовых летучих мышей", — сказала Вэй Гордон, доктор философии, соавтор статьи.

Сладкоежка без последствий

Чтобы понять, как фруктовая летучая мышь справляется с таким потреблением сахара, исследователи сравнили ямайскую фруктовую летучую мышь с большой бурой летучей мышью, которая питается только насекомыми. Они проанализировали экспрессию генов и регуляторную ДНК с помощью метода для измерения того и другого в отдельных клетках.

У фруктовых летучих мышей состав поджелудочной железы и почек эволюционировал, чтобы соответствовать их диете:

• Поджелудочная железа имела больше клеток для производства инсулина (который снижает уровень сахара в крови), а также больше клеток для производства глюкагона — другого важного гормона, регулирующего сахар.
• Почки имели больше клеток для улавливания дефицитных солей при фильтрации крови.

Регуляторная ДНК в этих клетках эволюционировала, чтобы включать или выключать соответствующие гены для метаболизма фруктов. У большой бурой летучей мыши, напротив, было больше клеток для расщепления белка и сохранения воды.

"Организация ДНК вокруг генов инсулина и глюкагона была очень чётко различна между двумя видами летучих мышей, — сказала Гордон. — Наши данные показывают, что эта регуляторная ДНК, вероятно, помогает фруктовым летучим мышам реагировать на внезапные повышения или понижения уровня сахара в крови".

Фруктовая летучая мышь, по-видимому, развила то, о чём могут только мечтать люди-сладкоежки: любовь к сладкому без последствий.

"Летучие мыши — это как супергерои, у каждого из которых есть удивительная суперсила... поедание фруктов и отсутствие диабета, — сказал Ахитув. — Эта работа — только начало".