Ген, що використовується для регулювання нагрівання та накопичення жиру в тілі - охорона здоров’я BW

Головна навігація

Як показали дослідники Гейдельберга, баланс між виробництвом тепла та накопиченням енергії регулюється в організмі геном THADA. У експериментах на тваринах вимкнення гена призводить до надмірного споживання їжі, ожиріння та чутливості до холоду. У міру поширення людей по різних кліматичних зонах THADA зазнавала високого тиску відбору через еволюційну адаптацію, що може пояснити, чому схильність до ожиріння особливо поширена в теплих країнах.

Ожиріння (ожиріння) - це складна хронічна хвороба, при якій споживання їжі організмом та споживання енергії не врівноважені. За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я (2015), у всьому світі постраждали понад 700 мільйонів людей. Витрати на охорону здоров’я та економіку величезні - особливо через ускладнення, пов’язані з ожирінням, такі як діабет 2 типу та серцево-судинні захворювання. Їжа та спосіб життя, безсумнівно, є важливими факторами для поширення ожиріння по всьому світу - відомий австралійський діабетолог Пол Зіммет саркастично ввів термін "кокалонізація" для сьогоднішньої майже популярної дієти швидкого харчування та цукрової соди. Однак дослідження близнюків та епідеміологічні дослідження у багатьох народів показують, що сприйнятливість до ожиріння також значною мірою визначається генетично. Наприклад, жителі тихоокеанських островів, австралійські аборигени та американські індіанці страждають ожирінням частіше, ніж європейці чи східноазіатці; Навпаки, це рідко трапляється у корінних народів Сибіру чи Гренландії.

Фруктові мухи як модель для ожиріння

Стійкість до ожиріння в людських популяціях в холодному кліматі на відміну від підвищеної сприйнятливості в теплих країнах пояснюється відповідно до загальної теорії як еволюційна адаптація до клімату: Високе споживання енергії є перевагою проти холоду; він необхідний для виробництва тепла тіла (див. статтю "З білого коричневого та коричнево-білого жиру"). З іншого боку, знижений обмін речовин і, отже, менша продукція тепла є адаптацією до теплого середовища; Потім надлишок енергії зберігається у вигляді жирових прокладок. «Якщо це так, - каже проф. Ауреліо Телеман з Німецького дослідницького центру раку (DKFZ) у Гейдельберзі, «повинні існувати гени, які контролюють баланс між виробництвом тепла та накопиченням жиру. І ці гени повинні відрізнятися у різних людей - залежно від географічної широти ".

Зараз Телеман та його колеги визначили ген, який називається THADA, який регулює баланс між нагріванням тіла та відкладенням жиру. Гейдельберзькі вчені використовували плодову муху як модель організму. Якщо ви вибили цей ген у мух, тварини накладали багато жиру, вони їли більше і в той же час вони були більш чутливі до холоду, ніж звичайні мухи. "Отже, їх жир не ізолює їх, і ми змогли довести, що вони насправді виробляють менше тепла", - повідомила Олександра Морару, провідний автор дослідження, опубліковане в журналі "Developmental Cell". Як показали дослідники, білок, кодований THADA, регулює енергетичний обмін через сигнальний шлях кальцію в клітинах, атакуючи мембранний фермент SERCA (сарко/ER Ca 2+ АТФаза), через який іони кальцію з цитозолю в цистерни ендоплазматичної сітки. У мух-нокаутів THADA активність кальцієвого насоса різко підвищується. Експериментальним дроселюванням кальцієвого насоса компенсували втрату THADA і мухи захищали від ожиріння.

ТАДА у людей

Телеман та його команда також змогли показати, що ген THADA у людини, мабуть, виконує ті самі функції, що і у плодової мухи. У мух-нокаутів THADA ожиріння, спричинене відмовою гена, можна компенсувати експресією людського гена THADA. Коли THADA вимикали в клітинах HeLa (клітини пухлини людини в культурі клітин), рівень кальцію в ендоплазматичній сітці збільшувався - як у льоту.

Ген THADA ("асоційована аденома щитовидної залози") був вперше виявлений у людей у 2003 році при доброякісному збільшенні щитовидної залози (що відіграє вирішальну роль у регуляції енергетичного обміну та рівня кальцію в організмі). У генетичних дослідженнях це було пов’язано з підвищеним ризиком розвитку діабету 2 типу, що підтверджується новими висновками про його функцію. Згідно з аналізом послідовності ДНК людей різного походження, розташування гена THADA на хромосомі 2 є однією з областей усього геному, яка найбільше модифікована SNP («однонуклеотидні поліморфізми»).

Порівняння з геномом неандертальців, який тим часом також був послідовно продемонстрований, показує, що THADA є одним із генів, що накопичив найбільше відмінностей в еволюції сучасних людей. З цього можна зробити висновок, що після відокремлення Homo sapiens і неандертальців, наш найближчий родич, THADA продовжував піддаватися сильному селективному тиску, який продовжувався із поширенням сучасних людей по всій земній кулі. Люди в різному кліматі особливо сильно відрізняються за цим геном. Схильність до патологічного ожиріння широко поширена в теплих країнах, а зміни гена THADA пропонують вагоме молекулярно-генетичне пояснення зв'язку між кліматичною адаптацією та ожирінням. Оскільки метаболізм, знижений THADA, може допомогти уникнути перегрівання тіла. Однак у поєднанні з нашою сучасною дієтою це зменшення споживання енергії швидко призводить до ожиріння.

ТАДА та рак

Ожиріння не тільки збільшує ризик діабету 2 типу та серцево-судинних захворювань, але також є важливим фактором ризику для багатьох онкологічних захворювань, тому можлива роль THADA у раку також є предметом обговорення. Вчені з Пітсбурзької медичної школи, США, нещодавно повідомили про специфічні зміни гена THADA при раку щитовидної залози (що не так дивно, враховуючи перший опис THADA при аденомах щитовидної залози). Дефекти гена THADA також пов’язані з гострим лейкозом, раком простати та товстої кишки. Однак, за словами Телемена, поки що не можна сказати, "чи ця асоціація зумовлена впливом на THADA на енергетичний метаболізм, чи пов'язана вона з раніше невідомою функцією гена". Можливо, THADA є не просто молекулярним зв'язком між Транспорт кальцію, метаболізм жирів і тепло тіла, але також і відправна точка для майбутніх медичних втручань при раку.