Виявлений ген схуднення
У пошуках генетичної основи ваги нашого тіла дослідники дотепер шукали гени, які роблять нас товстими. Але зараз вони вдарили по золоту з іншого кінця спектру: вони виявили ген, блокування якого пов’язане з мутацією робить його носіїв тонкими. У порівнянні генів добрих 47 000 людей в Естонії, це в основному ті, хто був худшим вище середнього, що спричинив цю генетичну зміну. Додаткові експерименти з мишами показали, що дезактивація гена збільшує спалювання жиру. Як результат, тварини майже не набирали ваги навіть при дієті з високим вмістом жиру.
Давно було зрозуміло, що спосіб життя та дієта - не єдині фактори, що впливають на вагу нашого тіла. Оскільки генетична схильність теж відіграє свою роль. У пошуках генних варіантів, що сприяють ожирінню, в даний час вчені виявили понад 700 мутацій, які пов’язані з підвищеною схильністю до ожиріння. Але навіть якщо скласти всі ці варіанти генів разом, їх сукупний ефект може пояснити лише близько двох-трьох індивідуальних коливань маси тіла людини. Тільки ти не можеш бути причиною того, чому є деякі люди, які є надзвичайно хорошими "перетворювачами корму", а інші, хто вважає, що вони можуть їсти майже все, не набравши навіть грама.
Пошук аномальних генів у людей з вагою
У пошуках інших генів, що впливають на масу нашого тіла, Майкл Ортофер з Інституту молекулярних біотехнологій Австрійської академії наук (IMBA) зараз обрав інший підхід: замість того, щоб шукати генетичну схожість у людей, що страждають ожирінням, вони взяли особливо худорлявих людей Козирок. Для цього вони оцінили генетичні дані 47 102 людей у віці від 20 до 44 років, які записані в Естонському біобанку. У своєму дослідженні асоціацій для всього геному (GWAS) вони спеціально порівнювали геном учасників, індекс маси тіла яких в довгостроковій перспективі був нижче 18 - це відповідає значній недостатній вазі - з учасниками з нормальною або підвищеною масою тіла. "Багато людей досліджують ожиріння та його генетику, тому ми хотіли зробити все навпаки і замість цього вивчити стрункість", - каже старший автор Йозеф Пенігер з IMBA.
У своїх оцінках дослідники натрапили на ген, який надзвичайно часто змінювався у дуже тонких учасників їх дослідження: ген ALK, який містить інструкції щодо так званої кінази анапластичної лімфоми. Цей білок належить до сімейства інсулінових рецепторів і, як відомо, мутується при деяких видах раку, таких як рак легенів та нейробластома. "Тому ALK інтенсивно досліджувались у зв'язку з раком, але мало відомо про біологічну роль цього гена поза цим контекстом", - пояснюють Ортофер та його колеги. Як показали їх порівняльні аналізи, часткова послідовність гена ALK дезактивувалась непропорційно часто у дуже тонких учасників дослідження. Це підняло питання про те, як цей ген може вплинути на обмін речовин і масу тіла.
Блокування гена ALK робить мишей худими
Щоб з’ясувати це, вчені провели додаткові експерименти з мишами. Вони спеціально дезактивували ген ALK у деяких тварин і годували їх звичайною їжею з народження. Коли ці миші росли, існували чіткі відмінності у контрольних мишей: їх маса тіла та відсоток жиру залишалися значно нижчими, хоча миші з інактивованим геном ALK їли рівно стільки, скільки їх особливості, а також рухались стільки ж. Цей ефект був ще більш вираженим при дієті з високим вмістом жирів: вже через кілька тижнів у жирі в організмі була різниця на 50 відсотків, як повідомляють дослідники. Більш детальний аналіз показав, що блокування гена ALK у мишей призвело до збільшення вільних жирних кислот у плазмі крові, що свідчить про посилене спалювання жиру. Вчені також знайшли докази того, що гормон, важливий для метаболізму ліпідів, норадреналін, був виявлений у підвищеному рівні в жировій тканині тварин.
За словами Ортофера та його колег, ці результати свідчать про те, що ген ALK відіграє важливу роль у метаболізмі ліпідів - і що його дезактивація підживлює спалювання жиру. "Ось чому тварини залишаються худішими навіть при дієті з високим вмістом жиру", - говорить Ортофер. Однак дезактивація цього гена в жирових тканинах або інших органах тіла, мабуть, не є визначальною для цього ефекту, як виявили подальші дослідження. Оскільки, коли дослідники деактивували ALK лише в м’язах, жировій тканині, печінці чи імунній системі, вони не могли виявити жодної зміни ваги у мишей. "Однак, коли ми спеціально деактивували ALK в області мозку гіпоталамуса, ми змогли спостерігати таке ж зниження ваги, як і у тварин, у яких ALK деактивувався у всьому тілі", - пояснює Ортофер. "Це цікаво, оскільки гіпоталамус є центральним координаційним пунктом метаболізму і регулює спалювання жиру за допомогою норадреналіну".
"Своєю роботою ми змогли довести, що ALK - це абсолютно новий і важливий інтерфейс у мозку, який контролює використання їжі та енергетичний цикл", - додає Пеннінгер. «Інгібування гена ALK могло б бути новим терапевтичним варіантом для запобігання ожиріння». У терапії раку вже є препарати, які інгібують ген ALK, тому суть застосування відома. "Тому ми могли б заблокувати ALK і тепер хочемо спробувати це наступне", - каже Пеннінгер.