Слиняний слід у генетиці ожиріння
AMY1, ген, що кодує амілазу слини, неодноразово присутній у людей і може варіювати від однієї до двадцяти копій залежно від конкретної людини. Зменшення кількості копій цього гена, що кодує амілазу слини (використовується для перетравлення крохмалю, складного цукру) сприяє ожирінню. Це те, що щойно відкрила міжнародна команда, координована професором Філіпом Фрогелем з лабораторії геноміки та метаболічних хвороб (CNRS/Université Lille 2/Institut Pasteur de Lille). (1).
Дійсно, дослідники показують, що люди, які мають найменшу кількість копій гена AMY1 (і, отже, мало ферменту амілази в крові), мають 10-кратний ризик ожиріння. Кожна менша копія цього гена збільшує ризик ожиріння на 20%. Ця робота, опублікована 30 березня 2014 року в Генетика природи, вперше продемонструвати генетичний зв’язок між перетравленням складних вуглеводів та ожирінням.
В даний час мільярд людей мають зайву вагу. Якщо на рівні всієї популяції згубне середовище сприяє ожирінню, на індивідуальному рівні генетичні фактори пояснюють 70% генетичного ризику людей, схильних до ожиріння. Близько 5% дуже ожирених людей мають мутацію в одному з генів, що контролює апетит, цього достатньо, щоб ожиріння. Недавні пангеномні дослідження (2) мікрочипи ідентифікували 70 генів загального ожиріння, але їх вплив низький і пояснює лише незначну частину генетичного ризику (4%).
Щоб піти далі, французькі та британські дослідники вивчали шведських братів і сестер, що не відповідають ожирінню, аналізуючи їх геном та гени жирової тканини, що по-різному виражаються між ожирінням та суб'єктами нормальної ваги. Вони виділили область хромосоми 1, унікальну у своєму роді, оскільки вона містить ген AMY1, що кодує амілазу слини, яка присутня у формі, унікальній для людського виду.
Замість того, щоб мати лише дві копії цього гена (одну від батька, одну від матері), кількість копій AMY1 коливається від однієї до двадцяти копій. Протягом 10 000 років, коли розпочалося сільське господарство, кількість копій AMY1 зросла у людських видів, що свідчить про природний відбір та еволюцію людини: амілаза, яка використовується для перетравлення складних цукрів (крохмалів), високі секретори амілази слини мають селективну харчову перевагу.
Дослідники помітили, що люди з найменшою кількістю копій AMY1 (і, отже, малою кількістю ферменту амілази в крові) мають 10-кратний ризик ожиріння. Кожна менша копія AMY1 збільшується на 20%. Ризик ожиріння. Лише ця область геному пояснює майже 10% генетичного ризику.
Існує 2 форми амілази, одна виробляється підшлунковою залозою, а інша - слинними залозами, і лише слюнна форма пов’язана із ожирінням. Ми ще не знаємо, чому дефіцит амілази слини сприяє ожирінню: розглядаються дві гіпотези.
З одного боку, пережовування їжі та їх часткове перетравлення в роті може мати гормональний ефект, що призводить до насичення, яке зменшується у разі дефіциту AMY1. З іншого боку, погане перетравлення крохмалю може модифікувати кишкову флору і, отже, опосередковано сприяти ожирінню або навіть діабету, як пропонують перші дослідження метаболому. (3) проводиться людям з високою або низькою амілазою слини. Отже, люди з низькою амілазою слини мають аномально високий рівень цукру в крові, коли їх годують крохмалем.
Ці результати відкривають абсолютно новий шлях генетичної схильності до ожиріння через перетравлення складних вуглеводів та їх дію на бактеріальну флору кишечника. Вони відкривають важливі перспективи для профілактики та більш ефективного лікування ожиріння з урахуванням перетравлення їжі та її кишкової долі.
(1) Робота була виконана франко-британською командою, яку координував професор Філіп Фрогель з лабораторії геноміки та метаболічних хвороб (CNRS/Université Lille 2/Institut Pasteur de Lille) та Імперського коледжу Лондона, у співпраці з англійськими дослідниками, шведськими, Катар та Сінгапур. З французької сторони також беруть участь лабораторії: Інсерм, Університет Париж-Суд, Університет Парижа Дідро, Університет Лотарингії, а також CHRU Лілль та AP-HP.
(2) Відноситься до пангеному, який описує весь спектр генів у виду.
(3) Метаболом складається з усіх малих молекул, таких як метаболічні проміжні продукти, та інші "сигнальні молекули", а також вторинні метаболіти, які можна знайти в біологічній пробі.