Витамин D — новый регулятор "часов жизни": открытие у рыб

Исследователи из Портлендского государственного университета обнаружили, что витамин D (или его отсутствие) может запускать или приостанавливать эмбриональное развитие у вида рыб Austrofundulus limnaeus. Исследование также указывает, что витамин критически важен для раннего развития позвоночных в целом.

Уникальная стратегия выживания

Austrofundulus limnaeus — однолетняя рыбка-киллифиш, обитающая в сезонных водоёмах. Чтобы выжить в нестабильных условиях, её эмбрионы эволюционно развили два сценария развития в ответ на внешние сигналы:

• Нормальный рост до зрелости.
• Вход в состояние диапаузы (покоя), при котором развитие полностью останавливается. Это позволяет эмбрионам месяцами выживать в высыхающем иле без воды и кислорода.

Эксперимент и неожиданное открытие

Учёные смоделировали разные условия, инкубируя эмбрионы при различных температурах, чтобы вызвать оба сценария развития. Анализ РНК на разных стадиях показал неожиданный результат:

• Активный синтез и сигналинг витамина D способствовал нормальному развитию даже в условиях, благоприятных для диапаузы.
• Блокировка пути витамина D, наоборот, запускала диапаузу в условиях, подходящих для нормального развития.

Значение для позвоночных и эволюции

Исследователям также удалось индуцировать диапаузу у эмбрионов данио-рерио (вида, не впадающего в диапаузу), заблокировав синтез витамина D. Это прямо указывает на критическую роль витамина в развитии позвоночных.

Наличие похожих рецепторов, регулирующих диапаузу у круглых червей и плодовых мух, говорит о том, что функция рецептора витамина D консервативна и сохранялась у разных видов на протяжении долгой эволюционной истории.

Цитаты и перспективы

"Это новооткрытая роль витамина D", — говорит Эми Ромни, ведущий автор исследования, опубликованного в PNAS. — "Мы видим, что витамин D не просто регулирует кальций, он играет важную роль в ключевых переходах жизненного цикла и может помочь понять "часы", регулирующие этот цикл".

По словам руководителя исследования Джейсона Подрабски, это открытие может улучшить понимание диапаузы и её механизмов, что имеет значение и для здоровья человека. Знание систем, контролирующих экстремальные физиологические состояния (как диапауза), может пролить свет на молекулярные процессы при переохлаждении, инфаркте или инсульте.

Возможность индуцировать диапаузу у вида, который её не практикует, — это первый шаг к разработке методов введения в подобное состояние других видов, включая человека, что раньше считалось возможным лишь в научной фантастике.