A test hő- és zsírraktározásának szabályozására használt gén - egészségügyi ipar BW
Fő navigáció
A hőtermelés és az energiatárolás egyensúlyát a szervezetben a THADA gén szabályozza, amint azt Heidelberg kutatói kimutatták. Állatkísérletekben a gén kikapcsolása túlzott táplálékbevitelhez, elhízáshoz és hidegérzékenységhez vezet. Ahogy az emberek elterjedtek a különböző éghajlati övezetek között, a THADA-t evolúciós adaptációval magas szelekciós nyomásnak tették ki, ami megmagyarázhatja, hogy az elhízásra való hajlam miért különösen elterjedt meleg országokban.
Az elhízás egy összetett krónikus betegség, amelyben a szervezet táplálékfelvétele és energiafogyasztása nem áll fenn. Az Egészségügyi Világszervezet (2015) adatai szerint világszerte több mint 700 millió ember érintett. Az egészségügyi és gazdasági költségek óriásiak - különösen az elhízással járó szövődmények, például a 2-es típusú cukorbetegség és a szív- és érrendszeri betegségek miatt. Az étel és az életmód kétségtelenül fontos tényező az elhízás világszerte történő elterjedésében - a híres ausztrál diabetológus, Paul Zimmet gúnyosan alkotta meg a "kokakolonizáció" kifejezést a mára szinte világszerte elterjedt gyorsétterem és cukorsóda diéta mellett. Ikertanulmányok és epidemiológiai vizsgálatok azonban sok népnél azt mutatják, hogy az elhízásra való hajlam nagyrészt genetikailag is meghatározott. Például a csendes-óceáni szigetek, az ausztrál őslakosok és az amerikai indiánok lakói jobban elhízottak, mint az európai vagy kelet-ázsiai származásúak; Ezzel szemben ritkán fordul elő Szibéria vagy Grönland őslakosaiban.
A gyümölcslegyek az elhízás modelljeként
Az elhízással szembeni ellenállás az emberi populációkban hideg éghajlaton, szemben a meleg országokban tapasztalható fokozott érzékenységgel, egy általános elmélet szerint az éghajlathoz való evolúciós alkalmazkodásként magyarázható: A magas energiafogyasztás előny a hideggel szemben; a testhő előállításához szükséges (lásd: "Fehérbarna és barna-fehér zsír" cikket). Másrészt a csökkent anyagcsere és ezáltal az alacsonyabb hőtermelés alkalmazkodást jelent a meleg környezethez; a felesleges energiát ezután zsírpárnák formájában tárolják. "Ha ez a helyzet" - mondja Prof. Dr. Aurelio Teleman a heidelbergi német rákkutató központtól (DKFZ): „olyan géneknek kell lenniük, amelyek szabályozzák a hőtermelés és a zsírraktározás egyensúlyát. És ezeknek a géneknek különbözniük kell a különböző embereknél - a szélességtől függően. "
Teleman és munkatársai mára azonosították a THADA nevű gént, amely szabályozza a testhő és a zsírlerakódás egyensúlyát. A heidelbergi tudósok a gyümölcslegyet használták mintaszervezetként. Ha kiütötted ezt a gént a legyekben, az állatok sok zsírt raktak fel, többet ettek, ugyanakkor érzékenyebbek voltak a hidegre, mint a normál legyek. "Tehát zsírjuk nem izolálja őket, és be tudtuk bizonyítani, hogy valójában kevesebb hőt termelnek" - számolt be Alexandra Moraru, a "Developmental Cell" folyóiratban megjelent tanulmány vezető szerzője. Amint azt a kutatók kimutatták, a THADA által kódolt fehérje szabályozza az energia-anyagcserét a sejtekben lévő kalcium jelátviteli útvonalon keresztül, megtámadva a SERCA membránenzimet (sarco/ER Ca 2+ ATPáz), amelyen keresztül a citoszolból a ciszternákba kalciumionok jutnak. az endoplazmatikus retikulum. A THADA kieső legyeknél a kalciumpumpa aktivitása drámaian megnő. A kalciumpumpa kísérleti fojtásával kompenzálták a THADA veszteségét, és a legyeket megvédték az elhízástól.
THADA emberekben
Teleman és csapata azt is be tudta mutatni, hogy az emberekben a THADA gén nyilvánvalóan ugyanazokkal a funkciókkal rendelkezik, mint a gyümölcslégy. A THADA kiütéses legyeknél a gén meghibásodása okozta elhízást kompenzálni lehet az emberi THADA gén expressziójával. Amikor a THADA-t kikapcsolták a HeLa-sejtekben (humán tumorsejtek sejttenyészetben), az endoplazmatikus retikulumban a kalciumszint emelkedett - mint a légyben.
A THADA gént („pajzsmirigy adenoma társítva”) először 2003-ban fedezték fel az embereknél a pajzsmirigy jóindulatú megnagyobbodásában (amely meghatározó szerepet játszik a szervezet energia-anyagcseréjének és kalciumszintjének szabályozásában). A genetikai vizsgálatok során összefüggésbe hozták a 2-es típusú cukorbetegség kialakulásának fokozott kockázatával, amelyet a működésével kapcsolatos új eredmények megerősítenek. Különböző eredetű emberek DNS-szekvenciájának elemzése szerint a THADA gén elhelyezkedése a 2. kromoszómán a teljes genom azon területeinek egyike, amelyet az SNP-k leginkább módosítottak („egyetlen nukleotid polimorfizmusok”).
Az időközben szintén szekvenált neandervölgyi genommal való összehasonlítás azt mutatja, hogy a THADA egyike azoknak a géneknek, amelyek a legtöbb különbséget felhalmozták a modern emberek evolúciójában. Ebből arra lehet következtetni, hogy a legközelebbi rokonunk, a Homo sapiens és a neandervölgyiek szétválasztása után a THADA továbbra is erős szelektív nyomásnak volt kitéve, amely a modern emberek világszerte terjedésével folytatódott. Különböző éghajlatú emberek ebben a génben különösen erősen különböznek. A kóros elhízás iránti hajlam elterjedt a meleg országokban, és a THADA gén változásai meggyőző molekuláris genetikai magyarázatot kínálnak az éghajlathoz való alkalmazkodás és az elhízás kapcsolatára. Mivel a THADA által csökkentett anyagcsere segíthet elkerülni a test túlmelegedését. Modern étrendünkkel kombinálva ez a csökkent energiafogyasztás azonban gyorsan elhízáshoz vezet.
THADA és a rák
Az elhízás nemcsak növeli a 2-es típusú cukorbetegség és a szív- és érrendszeri betegségek kockázatát, hanem számos rákbetegség szempontjából is fontos kockázati tényezőt jelent, ezért a THADA rákban betöltött lehetséges szerepéről is szó esik. Az egyesült államokbeli Pittsburgh Medical School tudósai nemrégiben beszámoltak a pajzsmirigyrák THADA génjének változásairól (ami nem is olyan meglepő, ha a pajzsmirigy adenomákban a THADA nevét adjuk meg először). A THADA gén hibáit akut leukémiával, prosztata- és vastagbélrákkal is összefüggésbe hozták. Teleman szavaival azonban még nem lehet megmondani, „vajon ez az összefüggés a THADA-ra gyakorolt hatásnak köszönhető-e az energia-anyagcserére, vagy kapcsolódik-e a gén korábban ismeretlen funkciójához.” Lehetséges, hogy a THADA nem csak a molekuláris kapcsolat A kalciumtranszport, a zsíranyagcsere és a testhő, de kiindulópont a rák elleni jövőbeni orvosi beavatkozásokhoz is.