حیوان عجیبی که می‌تواند مغزش را کوچک کند

خبرآنلاین: جانوری به نام حشره‌خوار معمولی اوراسیا (Sorex araneus) که امید به زندگی‌اش به‌سختی به یک سال می‌رسد، تمایلی ندارد تا ماه‌های ارزشمند عمرش را در سرمای زمستان و با آغاز بارش برف هدر دهد.

این جانور در عوض استراتژی متفاوتی را برای زنده ماندن در روزهای سرد و تاریک پیش رو می‌گیرد و با کوچک کردن اندام‌های سوخت‌گیری‌اش، ذخایر اندکی که در اختیار دارد را حفظ می‌کند.

پدیده دهنل و کاهش ابعاد مغز

این ترفند زیرکانه برای زنده ماندن "پدیده دهنل" نام دارد و به نام آگوست دهنل جانورشناس لهستانی نام‌گذاری شده و به این پستاندار کوچک ۵ تا ۱۲ گرمی کمک می‌کند که با کاهش دما تا ۱۸ درصد وزنش را کاهش دهد.

این کاهش چشمگیری است که باعث کوچک شدن بیش از یک‌چهارم جرم مغز این جاندار نیز می‌شود و هدف از این کار این است که در فصل بهار ، شاهد رشد مجدد بافت‌های ازدست‌رفته در بدن این جانور باشیم.

حالا محققانی از آمریکا، آلمان و دانمارک با شناسایی تعدادی از ژن‌های مسئول این پدیده، پیوندهای جالبی را با تغییرات ژنتیکی در انسان‌ها که در انواع بیماری‌ها ازجمله آلزایمر نقش دارند، شناسایی کرده‌اند.

یافته‌های جدید تنها یک سال پس‌ازآن به دست آمد که همین محققان، تعدادی از تغییرات متابولیک در کبد، قشر مغز و هیپوکامپ که با کوچک شدن فصلی همراه است را لیست کرده بودند. طبق استدلال آن‌ها، این یافته‌ها می‌تواند پیامدهایی برای درمان بیماری‌های عصبی در انسان داشته باشد.

در مطالعه بعدی، اعضای این تیم به دنبال درک بهتر تکامل پدیده دهنل بودند و در همین راستا به مقایسه حالت ژن‌ها در هیپوتالامی حشره‌خوارها با ۱۵ گونه پستاندار دیگر از طیف وسیعی از پستانداران پرداختند.

هیپوتالاموس نقش مهمی در تنظیم متابولیسم حیوانات دارد و در واکنش به تغییرات فصلی، تغییراتی را در فعالیت آن‌ها ایجاد می‌کند و همین تبدیل به هدف اصلی مطالعه این محققان شد. اعضای این تیم با استفاده از مجموعه داده‌های موجود، صدها ژن را شناسایی کردند که هم در حشره‌خوارها تنظیم می‌شدند و هم نسخه‌های مربوطه آن در مغز تعدادی دیگر از پستانداران، ازجمله دیگر حشرات، جوندگان و پستانداران مشاهده‌شده بود.

شناسایی ژن‌های تاثیرگذار

ویلیام توماس زیست‌شناس تکاملی دانشگاه استونی بروک آمریکا و یکی از دانشمندان ارشد این مطالعه دراین‌باره توضیح داد: «ما مجموعه‌ای از داده‌های منحصربه‌فردی را تولید کردیم که با آن توانستیم هیپوتالاموس را در فصول و گونه‌های مختلف مقایسه کنیم. به مجموعه‌ای از ژن‌ها دست یافتیم که در طول فصول در تنظیم هموستاز انرژی تغییر می‌کنند و همچنین ژن‌هایی که مرگ سلولی را تنظیم می‌کنند و به نظر ما احتمالا با کاهش اندازه مغز مرتبط هستند.»

ژن‌های این حشره‌خوارها که با تغییر فصول، حالت خود را تغییر می‌دادند، شامل چندین ژن با نقش‌های حاکم بر سیگنال دهی کلسیم در سد بین سیستم گردش خون و مغز بودند که به سازگاری‌هایی اشاره می‌کردند که با بازگشایی کانال‌هایی به هیپوتالاموس، توانایی منطقه برای واکنش سریع به تغییرات محیطی را افزایش می‌دهند.

توالی‌ای که در مقایسه با تنظیم ژن‌ها در فصول پاییز و بهار بیش از همه به چشم می‌خورد، توالی BCL۲L۱ بود که به نظر می‌رسد در مدیریت تخریب سلول‌های فردی نقش دارد.

مقایسه اثرات رونوشت‌های RNA دست‌نخورده و درهم‌خورده ژن بر روی کشت سلول‌های مغز راسوی اهلی، تردیدهای موجود را تأیید کرد و تصویر پیچیده‌ای از سیگنال دهی و مرگ سلولی که مغز را در پاسخ به تغییرات فصلی برمی‌گرداند، ارائه نمود.

با مقایسه توالی‌های تنظیم‌شده با ژن‌های مشابه در بین گونه‌های مختلف پستانداران، اعضای این تیم پنج ژن را شناسایی کردند که آن‌ها را در تکامل پدیده دهنل در حشره‌خوارها مهم می‌دانند. ازجمله این ژن‌ها، یکی ژنی بود که پروتئین‌های غشایی را بازیافت می‌کند، ژن دیگر، واسطه عملکرد غشای سیناپس در سلول‌های عصبی است و دیگری ژنی است که با چاقی و بیماری آلزایمر در انسان مرتبط است.

با توجه به عمر کوتاه حشره‌خوارها، قربانی کردن نورون‌ها برای حفظ باتری‌هایی که به‌سرعت تخلیه می‌شوند احتمالاً نتیجه خواهد داد. هرچند که در گونه انسان، تغییرات مشابه، هزینه‌های مرگباری را به همراه خواهد داشت.

این روزها تحقیقات پزشکی همپوشانی قابل‌توجهی را بین ازکارافتادگی و ضعف متابولیسم و بیماری‌های نورودژنراتیو پیداکرده‌اند که نشان می‌دهد تحقیقات بیشتر در مورد توانایی حشره‌خوارها در کوچک کردن عمدی مغزشان می‌تواند بینش عمیق‌تری را در مورد تشخیص و درمان زوال شناختی ارائه دهد.