Без второй волны бурого жира мышата не выживают без матери

Исследование, опубликованное в февральском выпуске Cell Metabolism, показывает, что мышата, получившие от матери мутантную копию одного импринтированного гена, не могут поддерживать температуру тела и погибают вскоре после выхода из гнезда. Результаты также выявили, что для выживания детёнышам необходима вторая волна теплогенерирующего бурого жира.

«Когда эта вторая волна запаздывает, это становится для них фатальным», — сказала Энн Фергюсон-Смит из Кембриджского университета.

Импринтированные гены работают по-разному в зависимости от того, унаследованы они от матери или отца, и особенно важны для роста и развития млекопитающих. Обычно они запрограммированы в яйцеклетках или сперматозоидах быть выключенными или включёнными, оставляя эмбрионам и потомству лишь половину продукта гена по сравнению с ситуацией, когда активны обе копии.

В новом исследовании мыши несут мутацию в небольшом кластере генов на 12-й хромосоме. Уникальность в том, что материнская копия гена (которая в норме выключена) оказывается включена — но лишь примерно на 30%.

«В мутантах довольно умеренная сверхэкспрессия этого гена в критический период не полностью нарушает развитие бурого жира, но вызывает задержку в его своевременном формировании прямо перед отлучением от матери», — говорит Марика Хараламбус. На этой стадии даже нормальные животные особенно уязвимы. Мутанты с нарушенным бурым жиром не могут поддерживать температуру тела.

Мутантные животные не только испытывают недостаток бурого жира, но и производят слишком мало гормона щитовидной железы, который важен для его функционирования. В результате животные не развиваются и погибают. Исследователи также показали, что мутантных мышей можно спасти, просто поместив их на нагревательный коврик.

«Это была настоящая детективная история», — сказала Фергюсон-Смит.

Эта конкретная группа импринтированных генов у мыши также служит моделью для изучения важности генетических вариаций в регуляторных областях генома.

«Исследования генетических вариаций, связанных с болезнями человека, показывают, что большинство вариаций происходит в межгенных регуляторных областях, а не в кодирующих последовательностях», — пишут исследователи. «Хотя описанная нами модель была создана путём генетической манипуляции, она иллюстрирует, как регуляторная мутация, влияющая на дозу гена, может иметь драматический эффект на физиологию всего организма».