Fly Fitness: Cách Protein Iditarod kết nối sức bền khi tập thể dục, khả năng chống lạnh và phục hồi tế bào
Các nhà nghiên cứu đã xác định được một loại protein ở ruồi giấm có tác động đến việc tập thể dục trong điều kiện lạnh giá. Protein này có liên quan đến irisin của con người, có vai trò mang lại lợi ích khi tập thể dục và thích ứng với thời tiết lạnh. Nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng tiến hóa của họ gen này ở cả động vật không xương sống và động vật có vú, cho thấy vai trò quan trọng của nó trong việc sửa chữa tổn thương cơ khi tập luyện cường độ cao. Gen này có tên là Iditarod, dường như chịu trách nhiệm về khả năng tập thể dục để làm sạch các tế bào bị hư hỏng. Khi ngày trở nên ngắn hơn và lạnh hơn ở Bắc bán cầu, những người chọn tập thể dục vào buổi sáng có thể khó đứng dậy và chạy hơn.
Một nghiên cứu mới ở PNAS đã xác định được một loại protein mà khi bị thiếu sẽ khiến việc tập thể dục trong thời tiết lạnh trở nên khó khăn hơn nhiều – ít nhất là ở ruồi giấm. Một nhóm từ Trường Y thuộc Đại học Michigan và Trường Y thuộc Đại học Bang Wayne đã phát hiện ra loại protein này ở ruồi. Họ đặt tên là Iditarod theo tên loài chó trượt tuyết đường dài nổi tiếng xuyên Alaska, trong khi nghiên cứu quá trình trao đổi chất và ảnh hưởng của căng thẳng lên cơ thể. Liên kết giữa Autophagy và Iditarod. Họ đặc biệt quan tâm đến một quá trình sinh lý gọi là quá trình tự thực, trong đó các phần tế bào bị hư hỏng sẽ được loại bỏ khỏi cơ thể. Khi sàng lọc bộ gen của ruồi, họ đã tìm thấy một ứng cử viên có khả năng điều chỉnh quy trình vệ sinh quan trọng. Họ đã chứng minh mối liên hệ giữa quá trình tự thực bào và Iditarod, hay Idit, bằng cách điều chỉnh cấu trúc di truyền của một số loài ruồi để kích hoạt quá mức khả năng tự thực bào trong mắt chúng. Ruồi có quá nhiều cơ chế tự thực bào sẽ bị chết tế bào hàng loạt dẫn đến thoái hóa mắt rõ rệt.
Việc vô hiệu hóa gen Idit đã khôi phục cấu trúc mắt bình thường, cho thấy gen Idit có liên quan đến quá trình tự thực. Lợi ích kết nối con người và tập thể dục Bước tiếp theo của nhóm là tìm kiếm một gen tương tự hoặc gen tương đồng ở người. Jun Hee Lee, Tiến sĩ, thuộc Khoa Sinh lý học Phân tử và Tích hợp của U-M cho biết: “Khi chúng tôi truy vấn gen này trong bộ gen của con người, một gen có tên FNDC5, tiền thân của protein irisin, là kết quả được quan tâm nhiều nhất”. Nghiên cứu trước đây cho thấy irisin là một loại hormone quan trọng liên quan đến việc sản xuất cơ xương và các lợi ích khác của việc tập thể dục ở động vật có vú, cũng như đóng vai trò thích ứng với nhiệt độ lạnh.
Phòng thí nghiệm của Lee hiện đang quan tâm đến việc tập thể dục như một dạng căng thẳng nhẹ của cơ thể. Lee cho biết: “Chúng tôi nhận ra rằng gen này cũng có thể quan trọng đối với việc tập thể dục và nếu vậy, chúng tôi có thể phát hiện ra tác động sinh lý tương tự ở ruồi”.
Làm việc với nhóm Tiến sĩ Robert Wessells tại Đại học bang Wayne, người đã phát triển một phương pháp mới để huấn luyện ruồi giấm, các nhà điều tra đã sử dụng một loại ruồi leo vách đá tận dụng bản năng của côn trùng để trèo lên khỏi ống nghiệm. Họ phát hiện ra rằng những con ruồi được lai tạo thiếu gen Idit bị suy giảm sức chịu đựng khi tập thể dục và thiếu sự cải thiện thường thấy sau khi huấn luyện. Hơn nữa, irisin ở động vật có vú được biết là có tác dụng điều chỉnh lại các quá trình sinh nhiệt, điều này rất quan trọng đối với khả năng chống chịu lạnh. Điều thú vị là những con ruồi không có Idit cũng không thể chịu được lạnh. Lee nói, điều này cho chúng ta biết là họ gen này, hiện diện ở động vật không xương sống cũng như động vật có vú, dường như đã được bảo tồn trong suốt quá trình tiến hóa và phục vụ một chức năng quan trọng.
Lee cho biết: “Chúng tôi tin rằng tập thể dục giúp làm sạch môi trường tế bào thông qua quá trình tự thực bào”. Lee cho biết: “Khi bạn tập luyện chăm chỉ, cơ sẽ bị tổn thương và một số ty thể sẽ gặp trục trặc. “Quá trình tự thực sẽ được kích hoạt để dọn sạch mọi bào quan bị hư hỏng hoặc các sản phẩm phụ độc hại và gen Idit có vẻ quan trọng trong quá trình này.”
Lee hy vọng tiếp theo sẽ kết nối công việc này với công việc trước đây của họ về tập thể dục và căng thẳng sinh lý. Tham khảo: “Iditarod, một chất tương đồng Drosophila của tiền thân Irisin FNDC5, rất quan trọng đối với hiệu suất tập thể dục và bệnh tự kỷ của tim” của Tyler Cobb, Irene Hwang, Michael Soukar, Sim Namkoong, Uhn-Soo Cho, Maryam Safdar, Myungjin Kim, Robert J. Wessells và Jun Hee Lee, ngày 18 tháng 9 năm 2023, Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia. DOI: 10.1073/pnas.2220556120 Các tác giả khác bao gồm Tyler Cobb, Irene Hwang, Michael Soukar, Sim Namkoong, Uhn-Soo Cho và Myungjin Kim.
Theo Scitechdaily 9/2023
