Molekulaariset muutokset aineenvaihdunnan kausivaihtelussa

Vuodenaikaisvaihteluille altistuvat eläimet hyödyntävät erilaisia sopeutumismekanismeja selviytyäkseen erityisesti talven vaativissa olosuhteissa. Tässä väitöskirjatutkimuksessa tarkasteltiin aineenvaihdunnan säätelyä kahdessa eläinmallissa, jotka altistuvat suurille vuodenaikaisvaihteluille.

Supikoira on Itä-Aasiasta kotoisin oleva eläinlaji, jota esiintyy laajasti vieraslajina myös Euroopassa. Uusiin ympäristöihin sopeuttavia geneettisiä muutoksia arvioitiin vertaamalla alkuperäisten elinalueiden Etelä-Korean ja Japanin supikoirien, sekä Suomen supikoirien transkriptomi profiileja. Tutkimuksesta saatiin uutta tietoa supikoiran historiasta ja geeneistä, jotka ovat mahdollisesti edistäneet uusiin ympäristöihin sopeutumista.

Kylmän talvikauden aikana supikoiran tiedetään kykenevän kevyeen horrostilaan, jolloin aktiivisuus ja kehon lämpötila laskevat vain vähän. Tarkastelimme myös lämmönsäätelyn roolia supikoiralla ja havaitsimme, että aikuisilla supikoirilla ei ole lämpöä tuottavaa UCP1-riippuvaista ruskeaa rasvakudosta tai beigeä rasvaa.

Poro on puolikesytetty märehtijä, joka viettää talven aktiivisesti liikkuen ja etsien ravintoa. Vertasimme Suomen ja Siperian poropopulaatioiden transkriptomi profiileja sekä aineenvaihduntaan ja lämmönsäätelyyn vaikuttavia tekijöitä eri vuodenaikoina. Tutkimuksessa havaitsimme porojen rasvakudoksella olevan potentiaalia UCP1-riippuvaiseen lämmöntuotantoon sekä useita ehdokasgeenejä, jotka liittyvät immuunivasteeseen, rasvan kertymiseen ja energia-aineenvaihdunnan säätelyyn. Näiden tekijöiden vaihtelu vuodenaikojen välillä on voinut edistää poron sopeutumista arktisiin ympäristöihin.

Supikoirat valmistautuvat talveen lisäämällä ravinnonottoa ja selviävät pitkiäkin paastojaksoja kertyneen rasvakudoksen turvin. Näiden kahden ääri-ilmiön vaikutusta tutkittiin ravinnonoton ja aineenvaihdunnan säätelyssä supikoiralla. Tulosten mukaan analysoidut keskushermoston- ja perifeeriset säätelypeptidit sekä plasman aineenvaihduntaprofiilit pysyivät tasapainossa syksyn lihomiskauden ja talven paastojakson jälkeen.

Vuodenaikaisvaihteluille altistuvien eläinlajien fysiologisten sopeutumien tutkiminen voi tuoda arvokasta lisätietoa aineenvaihdunnan säätelymekanismeista ja rasvakudoksen tehtävistä.