Новий регулятор ожиріння у мух відкрив Інститут біофізики імені Макса Планка

Дослідники з Інституту біофізичної хімії Макса Планка в Геттінгені виявили новий механізм у плодової мухи, який може викликати тягу у комах. Як вони з’ясували, концентрація кальцію в органі зберігання жиру у мух відіграє ключову роль. Якщо це було низько, мухи переростали у помітно "великих хаммерів".

Занадто жирний, занадто солодкий і, перш за все, занадто великий - це стосується харчових звичок багатьох людей. Якщо ми мало рухаємось, наш жировий обмін швидко стає незбалансованим. Результат: добрі 50 мільйонів громадян Німеччини мають надлишкову вагу, близько 20 мільйонів з них навіть страждають ожирінням, згідно з даними недавнього дослідження Берлінського інституту Роберта Коха про стан здоров'я дорослих у Німеччині. Тенденція до ожиріння продовжує зростати у всьому світі: Всесвітня організація охорони здоров’я класифікує ожиріння як найбільш швидкозростаючу проблему здоров’я і вже говорить про глобальну епідемію ожиріння. Постраждалі більше страждають судинними захворюваннями та проблемами суглобів і мають більший ризик таких захворювань, як цукровий діабет 2 типу, високий кров'яний тиск або рак.

Але, незважаючи на дуже подібний спосіб життя, збільшення ваги може надзвичайно різнитися від людини до людини. «Це пов’язано з тим, що, крім способу життя, існує ще й генетична схильність, яка базується на складній взаємодії багатьох генів. Однак поки що ми знаємо лише незначну частину цих генів », - пояснює Рональд Кюнлайн з Інституту біофізичної хімії Макса Планка (MPIbpc) у Геттінгені. Для того, щоб розкрити мережу генів, які підтримують рівномірний обмін ліпідів, фізіолог з розвитку та його команда поставили плодову муху Drosophila melanogaster як зразковий організм. "Коли метаболічні процеси збиваються з колії у людей, часто залучаються гени та цілі системи управління, які виконують дуже подібну функцію у плодової мухи", - говорить Кюнлайн.

Якщо рівень кальцію в органі зберігання жиру у мухи низький, розвиваються жирові мухи (праворуч), які мають значно більший вміст жиру в організмі (на вході: краплі ліпідів зеленого кольору), ніж звичайні особливості (зліва).

Подібно до вищих тварин, маленька муха також зберігає жири у вигляді так званих крапель ліпідів у спеціалізованих клітинах для зберігання жиру, які утворюють великий орган накопичення жиру. Під мікроскопом у лабораторії мух Геттінгена ви можете швидко розглянути мух з підвищеним вмістом жиру в організмі, як жирові комахи поруч із звичайними особами. З метою виявлення генетичної мережі, що регулює ліпідний обмін комах, команда Кюнлейна провела скринінг понад 7000 мутантів мух, кожен з яких мав специфічний ген в органі зберігання ліпідів, «приглушений». Дослідникам вдалося знайти 77 генів, які призводять до ожиріння або анорексії, якщо є дефект плодової мухи. Раніше про таку функцію не було відомо 58 для цих 77 генів.

Група в межах ідентифікованих генів, яка тісно пов’язана з метаболізмом кальцію в органі накопичення жиру, призвела дослідників до абсолютно нового механізму регулювання. Кальцій є важливою речовиною, що передає інформацію для численних процесів спілкування в живих клітинах. Як тепер з'ясували вчені, він також регулює, перетворюються мухи в нежирні або жирні зразки.

Але як кальцій пов’язаний з ожирінням? Фізіологи з розвитку Геттінгена вже дуже добре розуміють деякі основні механізми, як пояснює Єнс Баумбах, член команди Кюнлейна. «Збільшення речовини-мессенджера кальцію в клітинах, що зберігають жир, спричинене білком, який називається STIM (для Св.романовий iвзаємодія молекула). Якщо STIM вимкнено, рівень кальцію в клітинах жиру для зберігання жиру мухи падає ". Як з'ясували вчені, внаслідок низького рівня кальцію в мозку мухи виробляється стимулятор підвищеного апетиту - так званий короткий нейропептид F (sNPF). Як результат, мухи відчувають справжній ненажерливий голод і з’їдають удвічі більше, ніж звичайні особи, що страждають.

Однак в даний час дослідники все ще в темряві щодо того, який сигнал опосередковує зв'язок між органом, що зберігає жир, і мозком. Подальша робота групи тепер покаже сигнальний шлях, по якому статус запасу жиру в організмі передається в мозок мухи, і як кальцій впливає на це спілкування. Багато компонентів метаболізму кальцію також виявлено у людини. "Подальші дослідження тепер мають з'ясувати, чи опосередкований кальцієм регуляторний механізм аналогічно контролює бути товстим і тонким у людей", - говорить Кюнлайн, дивлячись у майбутнє. Якщо так, це потенційно може відкрити нові підходи до лікування метаболічних розладів ліпідів. (кр)