Метаболізм - тонкий, але повноцінний молекулярний перемикач для здорового обміну речовин •
Дослідники з Інституту досліджень старіння Лейбніца (FLI) в Єні та ERIBA в Гронінгені, Нідерланди, виявили механізм, за допомогою якого білковий комплекс mTORC1 контролює метаболізм: це забезпечує основу для розробки нових терапевтичних підходів проти ожиріння та супутніх захворювань.
Білковий комплекс mTORC1 регулює метаболізм у клітинах. Якщо він активований, стимулюється метаболізм і посилюється нове утворення і зберігання білків і жиру. Дослідники з Інституту досліджень старіння Лейбніца (FLI) в Єні та ERIBA в Гронінгені, Нідерланди, виявили механізм, за допомогою якого mTORC1 контролює метаболізм: він контролює генний перемикач C/EBPβ, який може відбуватися в короткому і довгому варіанті. Якщо придушення формування короткої версії, результатом стає здоровий метаболізм із зниженою масою тіла та покращеною чутливістю до інсуліну; можлива відправна точка для терапії ожиріння та діабету 2 типу
Активований білковий комплекс з анаболічним ефектом
Білковий комплекс mTORC1 (англ.: Мішень для ссавців рапаміцину 1) є центральною точкою перемикання для регуляції метаболізму в клітині. Його діяльність контролюється надходженням поживних речовин та сигналами росту. Коли активується білковий комплекс, стимулюється тілотворний (анаболічний) метаболізм, тобто утворення нових клітинних матеріалів, таких як білок і жир. Тому активація та передача сигналу mTORC1 є важливими, а тому суворо контрольованими процесами для роботи організму.
Оздоровчі ефекти з інгібуванням mTORC1
Гіперактивація mTORC1, наприклад, спричинена надмірним споживанням їжі, відіграє важливу роль у розвитку ожиріння та пов'язаних із ним захворювань, таких як діабет 2 типу. З іншого боку, інгібування mTORC1 розглядається як важливий фактор для оздоровчих ефектів обмеження калорій, яке у багатьох видів тварин (навіть у ссавців) продовжує тривалість життя.
Через цю центральну функцію метаболізму шлях сигналу mTORC1 був у центрі уваги науки вже кілька років. Дослідники з Інституту досліджень старіння Йени Лейбніца - Інституту Фріца Ліпмана eV (FLI) та Європейського науково-дослідного інституту біології старіння (ERIBA) у Гронінгені, Нідерланди, з’ясували, як mTORC1 контролює метаболізм, і їх результати зараз у опубліковано у відомому торговому журналі EMBO Reports.
Модифікований генний перемикач
"Хоча процеси активації mTORC1 поживними речовинами вже відносно добре вивчені, поки що мало що відомо про те, як mTORC1 контролює метаболізм", - повідомляє професор Корнеліс Калховен, колишній керівник дослідницької групи FLI, який переїхав до ERIBA два роки тому. Важливою функцією mTORC1 є стимулювання трансляції мРНК, центральний етап у експресії генів, що призводить до синтезу білка.
"Зараз ми визначили фактор, який контролюється mTORC1 на цьому рівні регулювання", - продовжує Калховен. Цей фактор, званий C/EBPβ, діє як регулятор генів, тобто контролює експресію численних генів, важливих для функції метаболізму. У клітині є два варіанти C/EBPβ: довгий варіант діє як активатор гена, тоді як короткий варіант пригнічує експресію гена.
При підвищеній чутливості до інсуліну
"Результати наших досліджень показують, що mTORC1 спеціально сприяє розробці короткого варіанту C/EBPβ", - повідомляє Dr. Крістін Мюллер, яка також працювала в FLI і переїхала до ERIBA разом з групою Калховена. На моделі миші дослідники змогли продемонструвати, що мутація гена C/EBPβ може запобігти утворенню короткого варіанту C/EBPβ, навіть якщо mTORC1 активований. “Цікаво, що ці миші мають набагато більш здоровий метаболізм порівняно з контрольною групою.
Зменшується маса їх тіла та кількість жиру, що зберігається в жировій тканині », - наголошує д-р. Лора Зідек, Postdoc, FLI, результати. Запас жиру в інших органах, таких як печінка, серце та м’язи, що вважається шкідливим для здоров’я, також значно зменшується у цих мишей. Крім того, вони мають значно підвищену чутливість до інсуліну, що свідчить про дуже здоровий метаболізм цукру.
Здоровий обмін речовин
"Ці спостережувані зміни в обміні речовин дуже схожі на ті, які характерні для мишей після обмеження калорій", - пояснює Калховен. "У мишей із модифікованим геном C/EBPβ цей позитивний ефект на метаболізм досягається без обмеження поглинання поживних речовин", - підкреслюють вчені. "Ви стрункі, але ситі".