Германски институт по човешко хранене Потсдам-Рехбрюке архив с подробности

Потсдам-Рехбрюке - Както учени от Немския център за изследване на диабета (DZD) под ръководството на Немския институт за изследване на храненето (DIfE) показват на миши модел, епигенетична * промяна в гена Igfbp2 **, която може да се наблюдава при млади животни, възвестява по-късно мастна чернодробна болест при възрастни Животното на. Освен това с тази промяна младите животни имат нарушен метаболизъм на захарта и са значително по-податливи на патологично затлъстяване. „Също така успяхме да открием тази промяна в съответния ген при пациенти с наднормено тегло с началото на диабет. Следователно това може да се окаже под въпрос като маркер за риск в бъдеще “, казва Анет Шюрман от DIfE.

човешко

Екипът от учени, ръководен от ръководителя на изследването Анет Шюрман, Робърт Швенк и Ан Камел от DIfE, наскоро публикува резултатите си в списанието Human Molecular Genetics (Kammel et al.; 2016).

Според Световната здравна организация броят на хората с наднормено тегло в световен мащаб се е увеличил до над половин милиард и ще продължи да се увеличава в бъдеще. Тренд, който е обезпокоителен, защото наднорменото тегло увеличава риска от заболявания като диабет тип 2, безалкохолни мастни чернодробни заболявания, инфаркти, инсулти и някои видове рак. Независимо от това, не всеки е склонен към наднормено тегло и неговите усложнения. Това означава, че произходът на семейството също влияе върху индивидуалния риск от наднормено тегло. Идентифицираните досега генни варианти обаче обясняват само около пет процента от семейната история. Това несъответствие предполага, че други наследствени фактори също играят роля, като епигенетични промени в генетичния състав. Те включват, наред с други неща, метилиране на ДНК. Те не променят генетичния код. Те обаче могат да допринесат за факта, че гените се четат по-слабо, например, така че клетките да произвеждат по-малки количества от съответните протеини. Това може да доведе до метаболитни нарушения, наред с други неща.

Още през 2013 г. изследователски екип от Дрезден показа, че хората, страдащи от диабет тип 2 и мастен черен дроб, произвеждат по-ниски количества протеин IGFBP2 ** в черния дроб. В същото време те успяха да докажат, че намаленото освобождаване на IGFBP2 е свързано с повишена скорост на метилиране на ДНК на различни гени. За да проверят до каква степен намаленото освобождаване на протеини може да се отдаде на епигенетичните промени, учените, ръководени от Анет Шюрман, изследват връзките, използвайки подходящ модел на мишка, така наречената мишка C57BL/6J.

Подобно на еднояйчни близнаци, всички животни в тази развъдна линия са генетично идентични. Въпреки това, някои от мишките се хранят с високо съдържание на мазнини много повече от други и развиват затлъстяване на черния дроб до около 20 седмици от зряла възраст. Както показват изследователите, Igfbp2 генът при тези животни вече е бил по-силно метилиран, т.е. епигенетично модифициран, на възраст от 6 седмици и в същото време синтезът на IGFBP2 в черния дроб е значително намален. Първите нарушения на метаболизма на глюкозата също се появяват много рано при тези мишки. Както показаха по-нататъшните молекулярно-биологични изследвания от учените, метилирането в некодиращата област на Igfbp2 гена допринася за намаления синтез на IGFBP2. Изследователите откриват също същата епигенетична промяна в човешкия ген в човешките кръвни клетки на хора, страдащи от патологично затлъстяване и чийто метаболизъм на захарта вече е нарушен.

"Нашите резултати показват, че изследваната от нас епигенетична промяна прави мишките и хората по-податливи на затлъстяване и в същото време увеличава риска от развитие на затлъстяване на черния дроб с напредване на възрастта", казва Ан Камел, водещ автор на изследването. „Тъй като метилирането на гена се случва много рано, много преди да се развие затлъстяването на черния дроб, би било възможно да се използват тези знания за по-добра оценка на риска от заболяването при юноши и млади възрастни. Това ще ви даде възможност да предприемете подходящи мерки за предотвратяване на болестта навреме “, добавя Шюрман.

Обща информация:

* Епигенетиката е сравнително млада изследователска област. Той изследва променените генни функции, които не могат да бъдат проследени до промяна в ДНК последователността, но които все още могат да бъдат наследени. Последните проучвания все повече показват, че диетата като фактор на околната среда може също така да има траен ефект върху състоянието на активност на гените, напр. чрез химични промени (метилиране) на градивните елементи на ДНК.

Обяснения за илюстрацията:

ДНК метилиране възникват, когато метиловите групи се свързват с ДНК. Те могат да активират или деактивират гени.

Нуклеозома: Осем хистонови протеини образуват сърцевината на нуклеозома, върху която се навиват 147 двойки основи на ДНК верига.

Край на хистона: Краищата на хистоните излизат от нуклеозомата и могат да бъдат модифицирани от епигенетични фактори. Това променя свързването на ДНК със съответната нуклеозома, така че ДНК напр. достъпен за транскрипционни ензими и се активира определен ген.

Епигенетични фактори променете края на хистона, напр. Прехвърляне на метилова или ацетилова групи към странични вериги на лизин. Това може да направи активирането на ген по-трудно или по-лесно. След това директното метилиране на ДНК променя трайно генната експресия, ако се извършва в контролните зони на гени (така наречените CpG острови), които са направени достъпни чрез модифицирането на хистоните.

** Геновият Igfbp2 кодира инсулиноподобния растежен фактор, свързващ протеин 2 (IGFBP2).

Безалкохолната мастна чернодробна болест (NAFLD) сега е най-често срещаното хронично чернодробно заболяване в Европа и САЩ. Ако не се лекува, мастният черен дроб може да се развие в цироза, която може да има животозастрашаващи последици. Възможна е пълна регресия, като намаляването на теглото играе най-важната роля (източник: Deutsches Ärzteblatt; том 111; брой 26; 27 юни 2014 г.).