Витамин Д — регулятор анабиоза?

Исследователи из Университета Портленда (Portland State University) обнаружили, что витамин Д, или его отсутствие, может стимулировать или приостанавливать эмбриональное развитие у некоторых видов рыб. В исследовании также приведены свидетельства того, что витамин Д играет решающую роль в раннем развитии позвоночных животных.

Нотобранхи, рыбки из семейства карпозубых (Austrofundulus limnaeus) – однолетки, обитающие в сезонных прудах засушливых районов Венесуэлы. Чтобы выжить при таких неопределенных условиях окружающей среды, ее эмбрионы эволюционировали до способности реагирования на экологические сигналы.

Доктор Джейсон Подрабски (Dr. Jason E. Podrabsky), профессор кафедры биологии Университета Портленда, с коллегами уже несколько лет занимаются исследованиями генома рыб. Ранее (2011-2012г.г.) их лаборатория уже проводила эксперименты, доказывающие, что эмбрионы нотобранхов в периоды засухи могут обходиться без кислорода 2 месяца и более. По мнению профессора, эмбрионы очень медленно аккумулируют лактат – конечный продукт анаэробного обмена. Возможно, это происходит вследствие способности замедлять обмен веществ до почти полной остановки.

Чтобы ответить на вопрос, как именно регулируется спячка у эмбрионов, исследователи смоделировали различные условия окружающей среды путем инкубации эмбрионов нотобранхов в различной температурной среде, чтобы смоделировать два пути развития эмбрионов. Затем РНК рыб был проанализирован на отдельных этапах развития в поисках гена, отвечающего его выбор.

Результаты анализа показали, что при активном синтезе витамина Д происходит стимуляция нормального развития эмбриона в условиях окружающей среды, благоприятствующих спячке. И наоборот, при подавлении синтеза эмбрион развивался по пути спячки в условиях, благоприятствующих нормальному развитию. Исследователи также вызывали состояние спячки у рыбок данио – вида, который не приостанавливает эмбриональное развитие, блокированием синтеза витамина Д, что означает решающее влияние витамина при развитии всех позвоночных. Рецепторы с аналогичной функцией были также обнаружены у круглых червей и плодовых мух, и это означает, что витамин Д как рецептор функционирует у многих видов.

По словам Джейсона Подрабски, открытие исследовательской группы может привести к лучшему пониманию спячки и механизмов, которые ее контролируют. Знание систем, которые контролируют экстремальные физиологические состояния, такие как спячка, может улучшить понимание происходящего на молекулярном уровне, при переохлаждении, сердечных приступах и т.д. Кроме того, способность индуцировать спячку у видов рыб, которые не останавливают развитие, может быть первым шагом в разработке методов, направленных на инициацию спячки у других видов, включая людей, что когда-то считалось научной фантастикой.