Zoology AG Michel
Fakulta matematiky a prírodných vied, Ústav zoológie
Energetická homeostáza je koncept, ktorý potrebujeme na vyváženie príjmu potravy a výdaja energie. Využívame dennú energetickú aktivitu, ale aj bazálny metabolizmus (energia potrebná na udržanie tela v pokoji) a tepelné účinky potravy (energia potrebná na metabolizáciu potravy a na sprístupnenie jej živín a energie) (pozri obrázok 1).
Keď sa tento systém dostane z rany, nasledujú rôzne metabolické choroby, ktoré spolu znamenajú pre spoločnosť obrovskú záťaž. Obezita je dôsledkom zvýšeného návalu hladu, zatiaľ čo strata chuti do jedla vedie k anorexii a rakovinovej kachexii. Každá z nich je komorbidná s rôznymi ďalšími stavmi, predovšetkým s cukrovkou typu 2 s obezitou, ale problémy s reprodukciou sú tiež komorbidné s obidvomi koncami stupnice - obezitou aj anorexiou. Dobrá rovnováha medzi príjmom a výdajom potravy je preto rozhodujúca.
Ale tieto gény nie sú konzervované iba u cicavcov, ale aj u všetkých stavovcov. Pracujem na energetickej homeostáze v zebričke. Zebra pruhovaná je organizmus, ktorého skorý vývoj bol v posledných desaťročiach intenzívne študovaný. Genóm bol sekvenovaný a laboratóriá po celom svete prispeli k pôsobivému súboru nástrojov na štúdium biológie zebričiek. V ranom vývoji sme vytvorili niekoľko mutantných línií v leptíne, leptínových receptoroch a AgRP, ako aj rôzne markerové línie.
Zatiaľ čo medzi myšami, rybami a mužmi sú zachované základné gény a mechanizmy, v detailoch sú značné rozdiely. Laboratórium sa zameriava na vytvorenie plánu metabolickej kontroly u zebrafish s cieľom pochopiť, ktoré aspekty energetickej homeostázy sú funkčne zachované a ktoré sú odlišné. Silné stránky spočívajú v oboch odpovediach. Tam, kde je to funkčne konzervované, môžu byť ryby použité ako modelový systém a na štúdium konzervovaného endofenotypu je možné využiť celú silu genetiky rýb vo formách predných genetických skríningov.
Ostatné aspekty metabolizmu nie sú tak dobre konzervované ako biológia leptínu. Hormón u myší je exprimovaný iba v bielej farbe (Zhang et al. 1994), zatiaľ čo u rýb sa nenachádza u väčšiny doteraz skúmaných druhov v tukovom tkanive. Zistili sme, že nadmerne kŕmené zebričky s mutáciami leptínu alebo leptínového receptora sa na rozdiel od myší s mutáciami leptínu alebo leptínového receptora nestanú obéznymi, ale ich fenotyp spočíva v regulácii glukózy. U myší s touto mutáciou je obezita a cukrovka komorbidné. To si vyžaduje zaujímavé otázky - ak leptín nehovorí mozgu, čo je tuk, čo potom? Aký je mechanizmus regulácie glukózy leptínom v rybách a na základe ďalších dôkazov možno zistiť, prečo je cukrovka 2. typu niekedy, ale nie vždy, komorbidná u ľudí s obezitou.?
Dlhodobé ciele tohto výskumu sú trojaké: 1) zlepšenie abnormálnych vzorcov homeostázy (ovplyvňujúcich živočíšne druhy), 2) náhľad do vývoja biodiverzity a 3) zlepšenie rastového správania hospodárskych zvierat (domestikácia ako ekologický výklenok pre zvieratá).