Виявлення причин ожиріння Інститут біофізичної хімії Макса Планка
Вчені відкрили новий регулятор накопичення клітинного жиру
Занадто багато жиру в тканинах тіла може призвести до серйозних наслідків для здоров'я, таких як діабет або високий кров'яний тиск. Дослідники з Інституту біофізичної хімії Макса Планка в Геттінгені та Національного інституту здоров’я (Бетесда, США) зараз виявили білковий комплекс, який, як видається, відіграє вирішальну роль у розщепленні жиру в організмі. (PLOS Biology, 25 листопада 2008 р.).
Живі істоти забезпечують своє виживання, серед іншого, шляхом контрольованого накопичення жиру під час надлишку їжі. Це тимчасово зберігається в клітині дрібними крапельками ліпідів і може бути знову мобілізовано під час голоду. Якщо регуляція накопичення жиру та втрата жиру порушується, результатом є патологічна надмірна вага та ожиріння.
Клітини дрозофіли, в яких ДНК забарвлена в синій колір, а жир для зберігання - в зелений. Обробляючи за допомогою РНК-інтерференції (RNAi) проти регуляторних генів накопичення та розпаду жиру (верхній ряд: COPI, нижній ряд: білок крапель ліпідів), вміст жиру можна збільшити (верхній ряд) або зменшити (нижній ряд). Було виявлено близько 500 генів, які змінили вміст жиру в клітинах.
Ожиріння вже давно перестало бути проблемою західних заможних суспільств, але вражає все більшу кількість людей у всьому світі. Надлишок високоенергетичної їжі в поєднанні з невеликою кількістю фізичних навантажень, безсумнівно, є одним із визначальних факторів, що призводять до ожиріння. Але, незважаючи на подібний спосіб життя, збільшення ваги може надзвичайно різнитися від людини до людини. Зараз все більше наукових досліджень також вказують на сильну генетичну схильність. Це базується на складній взаємодії багатьох генів, не всі з яких відомі.
Систематичний скринінг в геномі мухи
Міжнародна група вчених на чолі з Матіасом Беллером з Інституту біофізичної хімії Макса Планка в Геттінгені та Керол Шталрід та Брайаном Олівером з Національного інституту охорони здоров’я (Бетесда, США) зараз вдалося виявити велику кількість нових генів у плодової мухи, що знаходяться в Регулюють накопичення та розщеплення жиру залежно від поживного стану комахи. Для цього вчені провели систематичний скринінг геному плодової мухи Drosophila melanogaster за допомогою технології РНК-інтерференції (RNAi). Короткі РНК зв'язуються з доповнюючими ділянками транскриптів генів і тим самим перешкоджають їх зчитуванню та використанню для виробництва білка. Таким чином, окремі гени можна приглушити, так би мовити.
Хоча очевидно немає товстих або тонких плодових мушок, вміст жиру в організмі в особливостях жиру може бути в 15 разів більшим, ніж у нежирних зразках. Завдяки систематичному пошуку дослідники знайшли близько 500 нових кандидатів, функція майже третини з яких досі невідома.
Нестача білка спричиняє зупинку втрати та спалювання жиру
"Було абсолютно дивно, що ми також виявили білковий комплекс COPI, який відіграє ключову роль у абсолютно іншому, життєво важливому процесі в клітині, внутрішньоклітинному транспорті білків і ліпідів", - пояснює біолог з розвитку Геттінгена Матіас Беллер. Поки незрозуміло, чи взаємодіє COPI (Coat Protein Complex) безпосередньо з краплями ліпідів. "Наші результати настійно припускають, що COPI може впливати на поверхню ліпідних крапель та регулювати її білковий склад".
Якщо вчені вимкнули комплекс COPI, який складається щонайменше з семи білків, то бракувало, зокрема, одного гравця в асоціації білка на краплях ліпідів - ATGL (жирова тригліцеридна ліпаза). З фатальними наслідками для організму: Якщо АТГЛ відсутній, надлишкові запаси жиру не можна розбити і використовувати як джерело енергії. Згідно з моделлю дослідників, COPI міг вербувати та активувати ATGL за допомогою механізму, який досі невідомий, тим самим сприяючи його зв'язуванню з поверхнею крапель ліпідів.
Нові результати не обмежуються лише вивченням ожиріння у мух. Як з'ясували дослідники, COPI, мабуть, має дуже подібну функцію в клітинах миші - а отже, можливо, і в клітинах людини. Здається, це стосується не лише COPI, а й інших нещодавно визначених кандидатів. "Наша мета зараз знайти молекули, за допомогою яких ми можемо спеціально втручатися у взаємодію між COPI та ATGL. Це може відкрити нові терапевтичні можливості в майбутньому для лікування ожиріння та надмірної ваги", - говорить Беллер.