Anyagcsere - vékony, de teljes molekuláris kapcsolót fedeztek fel az egészséges anyagcseréhez •
A jénai Leibniz Öregedéskutató Intézet (FLI) és a hollandiai Groningenben található ERIBA kutatói felfedeztek egy mechanizmust, amellyel az mTORC1 fehérjekomplexum szabályozza az anyagcserét: Ez alapot nyújt az elhízás és a kapcsolódó betegségek elleni új terápiás megközelítések kidolgozásához.
Az mTORC1 protein komplex szabályozza az anyagcserét a sejtekben. Ha aktiválódik, stimulálódik az anyagcsere, és fokozódik a fehérjék és a zsír új képződése és tárolása. A jenai Leibniz Öregedéskutató Intézet (FLI) és a hollandiai Groningenben található ERIBA kutatói felfedeztek egy mechanizmust, amellyel az mTORC1 szabályozza az anyagcserét: Irányítja a C/EBPβ génváltót, amely rövid és hosszú változatban is előfordulhat. Ha a rövid változat kialakulását elnyomják, az egészségesebb anyagcsere csökkent testtömeggel és jobb inzulinérzékenységgel jár; az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség elleni terápiák lehetséges kiindulópontja
Aktivált fehérje komplex anabolikus hatással
Az mTORC1 fehérjekomplex (a rapamicin 1 emlős célpontja) központi kapcsolási pont a sejt metabolizmusának szabályozásához. Tevékenységét tápanyagellátás és növekedési jelek szabályozzák. A fehérjekomplex aktiválásakor serkentik a testépítő (anabolikus) anyagcserét, vagyis új sejtanyagok, például fehérje és zsír képződését. Az mTORC1 jel aktiválása és továbbítása ezért fontos, ezért szigorúan ellenőrzött folyamat a test működéséhez.
Egészségfejlesztő hatások mTORC1 gátlással
Az mTORC1 hiperaktiválása, például a túlzott táplálékfelvétel miatt, ezért fontos szerepet játszik az elhízás és a kapcsolódó betegségek, például a 2-es típusú cukorbetegség kialakulásában. Az mTORC1 gátlást viszont fontos tényezőnek tekintik a kalóriakorlátozás egészséget elősegítő hatásai szempontjából, amely számos állatfajnál (még emlősöknél is) meghosszabbítja az élettartamot.
Az anyagcsere ezen központi funkciója miatt az mTORC1 jelút több éve a tudomány középpontjában áll. A Jena Leibniz öregedéskutató intézet - a Fritz Lipmann Institute eV (FLI) és az öregedés biológiai európai kutatóintézete (ERIBA) kutatói Groningenben, Hollandiában megtudták, hogy az mTORC1 hogyan szabályozza az anyagcserét, és ezek eredményei most a megjelent a híres EMBO Reports szakfolyóiratban.
Módosított génváltás
"Míg az mTORC1 tápanyagok általi aktiválása folyamatai már viszonylag jól ismertek, keveset tudunk arról, hogy az mTORC1 hogyan szabályozza az anyagcserét" - számol be Cornelis Calkhoven professzor, az FLI volt kutatócsoportjának vezetője, aki két éve költözött az ERIBA-hoz. Az mTORC1 fontos funkciója az mRNS transzlációjának stimulálása, a génexpresszió kulcsfontosságú lépése, amely fehérjeszintézishez vezet.
"Most azonosítottunk egy olyan tényezőt, amelyet az mTORC1 irányít ezen a szabályozási szinten" - folytatja Calkhoven. Ez a faktor, az úgynevezett C/EBPβ, önmagában génszabályozóként működik, azaz számos gén expresszióját szabályozza, amelyek fontosak az anyagcsere működéséhez. A C/EBPβ két változata van a sejtben: a hosszú variáns génaktivátorként működik, míg a rövid variáns gátolja a génexpressziót.
Megnövekedett inzulinérzékenységgel
"Kutatási eredményeink azt mutatják, hogy az mTORC1 kifejezetten elősegíti a rövid C/EBPβ változat kialakulását" - számol be dr. Christine Müller, aki szintén az FLI-nél dolgozott és az ERIBA-ba költözött a Calkhoven Csoporttal. Az egérmodellben a kutatók be tudták mutatni, hogy a C/EBPβ gén mutációja megakadályozhatja a rövid C/EBPβ variáns kialakulását, még akkor is, ha az mTORC1 aktiválva van. „Érdekes módon ezeknek az egereknek sokkal egészségesebb anyagcseréje van a kontroll csoporthoz képest.
Testtömegük és a zsírszövetükben tárolt zsír mennyisége csökken ”- hangsúlyozza dr. Laura Zidek, az FLI postdoktora, az eredmények. Ezekben az egerekben szintén jelentősen csökken az egészségre károsnak tartott egyéb szervekben, például a májban, a szívben és az izmokban található zsírraktározás. Ezenkívül jelentősen megnövekedett inzulinérzékenységük van, ami nagyon egészséges cukoranyagcserére utal.
Egészséges anyagcsere
"Az anyagcserében ezek a megfigyelt változások nagyon hasonlítanak azokra, amelyek a kalória-korlátozás után egerekre jellemzőek" - magyarázza Calkhoven. "A megváltozott C/EBPβ génnel rendelkező egerekben ez a pozitív hatás az anyagcserére a tápanyagok felvételének korlátozása nélkül érhető el" - hangsúlyozzák a tudósok. - Karcsú vagy, de jóllakott.