El origen de la grasa parda, que llevó a los mamíferos al frío

El órgano calefactor típico de los mamíferos, la grasa parda. (un tipo de tejido adiposo que quema grasa), Evolucionó exclusivamente en los mamíferos placentarios modernos.

Esto es lo que muestra una nueva investigación de la Universidad de Estocolmo sobre este hito en Hace 100 millones de añoslo que permitió a estos animales conquistar muchas regiones frías de nuestro planeta. El trabajo se publica en la revista Science.

En colaboración con el Museo Helmholtz de Munich, el Museo de Historia Natural de Berlín (Alemania) y la Universidad de East Anglia (Reino Unido), el equipo de investigación de Estocolmo demostró que los marsupiales, nuestros parientes lejanos, tienen una forma de piel marrón no completamente evolucionada. . gordo.

Descubrieron que la principal proteína productora de calor, llamada UCP1, se activaba después de la divergencia de los mamíferos placentarios y marsupiales. Este descubrimiento es crucial. entender el papel de la grasa parda en la evoluciónEndotermia y metabolismo de los mamíferos.

«Nuestro estudio es una contribución importante para comprender el origen y la regulación de la grasa parda», afirma Susanne Keipert, coautora principal del estudio.

“La función de consumo de energía de la grasa parda es un foco importante de la investigación médica por su potencial para mejorar la obesidad, la diabetes y las enfermedades cardiometabólicas; «Todos han alcanzado proporciones pandémicas y se encuentran entre las mayores amenazas para nuestro sistema de salud».

Este trabajo marca el último hito para el Laboratorio de Martin Jastroch en la Universidad de Estocolmo, que ha sido pionero en la investigación sobre la evolución de la producción de calor en los mamíferos e ha integrado este conocimiento evolutivo para comprender las enfermedades metabólicas humanas.

El nuevo estudio muestra que el gen marsupial UCP1 se transcribe activamente en el tejido adiposo de zarigüeyas jóvenes durante un período crítico de desarrollo, cuando se separan de su madre y experimentan estrés por frío. Esto es similar al nacimiento de los mamíferos placentarios, cuando la mayoría de los bebés necesitan grasa parda para regular su temperatura corporal.

Durante la transcripción de UCP1, muchos, pero no todos, los genes comúnmente expresados ​​en la grasa parda están presentes en los marsupiales. Esto indica que los marsupiales carecen del tejido adiposo marrón completamente evolucionado que se encuentra en los mamíferos placentarios. Además, la proteína calentadora UCP1 no produce calor en los marsupiales, lo que sugiere que esta protoforma de grasa parda carece de función termogénica. Sin embargo, la función del marsupial UCP1 aún está por descubrirse.

«Esta evidencia sugiere que las redes genéticas necesarias para permitir la termogénesis existían antes de la divergencia entre los marsupiales y los mamíferos placentarios. Sin embargo, la proteína crítica UCP1 desarrolló su capacidad de producir calor sólo después de la separación de los marsupiales«, explica Martín Jastroch.

“Para encontrar el origen de la grasa parda no podemos utilizar una máquina del tiempo. Sin embargo, al examinar las especies actuales que divergieron en diferentes momentos de la historia evolutiva, podemos determinar cuáles de ellas tienen tejido adiposo marrón y qué componentes de la maquinaria productora de calor están presentes. Los marsupiales se separaron de los mamíferos placentarios hace unos 120-180 millones de años. Si los marsupiales tuvieran grasa parda funcional y su proteína termogénica, esto sugeriría que el órgano existía antes de esta separación. Como no es así, es probable que haya evolucionado más tarde». dice Keipert.

Utilizando herramientas bioinformáticas sobre la información de la secuencia UCP1 de muchos animales, los investigadores reconstruyeron el antiguo mamífero placentario UCP1 tal como pudo haber existido hace unos 110 millones de años.

Descubrieron que esta antigua proteína podía producir calor, lo que indica la presencia de grasa parda productora de calor en el antepasado de los mamíferos placentarios, pero no antes. Esta innovación probablemente permitió a los mamíferos placentarios prosperar en ambientes nuevos y fríos.

La grasa parda es un órgano calentador único en los mamíferos placentarios, que produce calor a través de una proteína llamada proteína desacopladora 1 (UCP1). La proteína UCP1 convierte las mitocondrias en pequeñas unidades calefactoras que convierten directamente la grasa y el azúcar en calor.

La grasa parda permite que los mamíferos placentarios recién nacidos, incluidos los bebés humanos, sobrevivan al estrés por frío después de salir del cálido útero. Ayuda a mantener la temperatura corporal en el frío, ya que el músculo inmaduro no puede temblar lo suficiente.

Más adelante en la vida, la grasa parda puede proteger contra complicaciones metabólicas al quemar el exceso de grasa y azúcares. Comprender cómo funciona la grasa parda es esencial para desarrollar intervenciones terapéuticas para los trastornos metabólicos.