Изследователите откриват генни превключватели за затлъстяване - обменът само на една ДНК база насърчава съхраняването на мазнини
Замяната само на една ДНК база насърчава съхранението на мазнини вместо изгарянето на мазнини
Само едно грешно писмо: изследователите са идентифицирали генетичното местоположение, което кара много хора да са предразположени към наднормено тегло. Както се оказва, обменът на само една ДНК база в генетичния материал на мастните клетки е достатъчен, за да измести превключвателя между изгаряне на мазнини и съхранение на мазнини. Добрата новина: В експеримента изследователите вече са успели да поправят тази грешка, както се съобщава в "New England Journal of Medicine".
Над 500 милиона души по света се считат за сериозно наднормено тегло или дори затлъстяване,
от които около 15 милиона в Германия. Очевидно е, че начинът на живот, някои и дори чревната флора играят роля. Но какво влияние има генетичното предразположение? В крайна сметка не изглежда случайно, че затлъстяването е често срещано в някои семейства.
Къде се намира генният превключвател?
„Затлъстяването традиционно се разглежда като несъответствие между количеството храна, което ядем, и количеството упражнения“, каза старшият автор Манолис Келис от Масачузетския технологичен институт (MIT). „Но това мнение пренебрегва приноса на генетиката към нашия метаболизъм.“ Всъщност през последните години изследователите са идентифицирали няколко генни области, чиято модификация може да доведе до затлъстяване.
През 2007 г. изследователите се натъкнаха на промени в така наречения FTO ген, който дори се оказа особено влиятелен: В края на краищата около 22% от риска при общо затлъстяване може да бъде проследен обратно към тези генни варианти. Оттогава генът на FTO се счита за един от най-важните кандидати за генетичен превключвател при затлъстяване. Досега обаче остава неясно по кой механизъм този генен регион причинява затлъстяване при хората.
Ефект директно в мастните клетки
„Много изследвания са се опитали да свържат региона на FTO с области на мозъка, които контролират апетита или склонността към физическа активност“, обяснява водещият автор Мелина Клаусницър от Техническия университет в Мюнхен. Сега тя и нейните колеги са проучили дали това е вярно като част от „Проекта за епигеномика на пътната карта“. За да направят това, те анализираха типовете тъкани, в които FTO регионът беше най-силно включен или също епигенетично модифициран - признак на особена генетична активност.
Изненадващият резултат: най-големите отклонения в FTO региона не са открити в мозъка, а в мастните клетки. „Успяхме да покажем, че регулаторният регион в рамките на FTO има най-голям ефект в предшествениците на мастните клетки - независимо от веригите в мозъка“, каза Клаусницър. Това предполага, че коренът на затлъстяването, свързано с FTO, отива директно към тези клетки и изгарянето на мазнини в тях.
Съхранение на мазнини вместо изгаряне на мазнини
За да разберат какво прави FTO регионът, изследователите изследваха проби от човешка мастна тъкан, която носеше или нормалния, или рисковия регион на гена FTO. Резултатът: само в рисковата група бяха включени два специфични гена - IRX3 и IRX5. Те от своя страна активират процес, който кара клетките-предшественици да загубят способността да изгарят мазнини. В резултат се създават клетки, които съхраняват мазнини, вместо да ги изгарят.
В своето проучване изследователите са успели не само да разгадаят механизма, но и точната генетична причина. Те откриха една база в областта на гена FTO, която беше променена във варианта на риска. Хората с наднормено тегло са имали тимин вместо цитозин. Този обмен беше достатъчен, за да включи както IRX3, така и IRX5.
Надявам се за нови терапии
Добрата новина: Сега, когато „извършителят“ е известен, той също може да бъде елиминиран конкретно. В експеримента изследователите вече са успели да отстранят този дефект в човешките мастни клетки с помощта на методи за генно инженерство. В резултат на това мастните клетки отново функционираха нормално и увеличиха изгарянето на мазнини и производството на топлина, вместо да съхраняват мазнини.
„Познаването на причинно-следствения вариант на гена зад затлъстяването може да ни позволи да използваме соматична генна терапия“, казва Келис. „Чрез манипулиране на тази генна верига бихме могли да превключваме между съхранение и потребление на енергия както на клетъчно ниво, така и в цялото тяло. Това предлага нова надежда за лек срещу затлъстяване. "(New England Journal of Medicine, 2015; doi: 10.1056/NEJMoa1502214)