Az elhízás genetikai mechanizmusa - TUM
Egy bizonyos génterület régóta gyaníthatóan elhízást okoz az emberekben. Eddig ennek pontos mechanizmusait nem sikerült tisztázni. A müncheni Műszaki Egyetem, a Massachusettsi Műszaki Intézet (MIT), a Harvard Orvostudományi Kar és más partnerek tudósai most megmutatták, hogy egyetlen genetikai változás ebben a régióban gátolja a zsírégetést és ehelyett növeli a zsír tárolását. A tanulmány a New England Journal of Medicine folyóiratban jelent meg.
Világszerte több mint 500 millió ember, köztük körülbelül 15 millió Németországban szenved elhízástól. De milyen hatással van az egyes emberek genetikai felépítése? A TUM, az MIT és a bostoni Harvard Medical School kutatócsoportja ezért közösen akarta kutatni az elhízás genetikai okait.
2007-ben kiderült, hogy az FTO gén nevű génen belüli terület az elhízás legfontosabb genetikai jelöltje. Ha az emberek ezt a területet viselték, akkor nagyobb volt a túlsúlyosodás veszélye. Eddig azonban nem sikerült tisztázni azt a mechanizmust, amely révén ez a gén régió elhízást okoz az emberekben.
Az FTO a zsírsejtek prekurzoraira hat
A „Roadmap Epigenomics Project” segítségével a tudósok először bioinformatikai módszereket használtak annak megvizsgálására, hogy az FTO régió mely szövettípusokban volt a legerősebben bekapcsolva vagy epigenetikusan módosítva - ez a sajátos genetikai aktivitás jele. Meglepő eredményt értek el: "Sok tanulmány megpróbálta összekapcsolni az FTO régiót az agy azon területeivel, amelyek szabályozzák az étvágyat vagy a fizikai aktivitásra való hajlamot" - magyarázza dr. Melina Claussnitzer, aki a tanulmány vezető szerzője volt, és többek között a TUM tudósaként dolgozik. "Most megmutattuk, hogy a FTO-n belüli szabályozási régiónak van a legnagyobb hatása a zsírsejtek prekurzor szakaszában - függetlenül az agyi áramköröktől."
A tudósok ezért azt gyanították, hogy az őssejtekben fellépő hibás folyamatok felelősek lehetnek az elhízás kialakulásáért. Megvizsgálták olyan emberek zsírszövetének mintáit, akik az FTO gén normális vagy kockázati régióját hordozták. Az eredmény: csak a kockázati csoportban kapcsoltak be két specifikus gént - IRX3 és IRX5.
Zsírégetés helyett zsírraktározás
„Ez a megállapítás rendkívül érdekes volt számunkra. További kísérletek azt mutatták, hogy az IRX3 és az IRX5 aktivál egy folyamatot, amelynek eredményeként az elődsejtek zsírraktározó sejtekké fejlődnek, és elveszítik a zsírégetés képességét. ”- teszi hozzá Hans Hauner professzor, a TUM táplálkozási orvoslásának professzora, aki részt vesz a tanulmányban. volt. "Ez a hatás nyilvánvalóan megváltoztatja az energiaegyensúlyt, és hozzájárulhat az elhízáshoz" - magyarázza.
Amint a kutatók megértették ezt a folyamatot, célzottan sikerült befolyásolniuk azt is: ha emberi zsírszövet-prekurzor sejtekkel rendelkező kultúrákban bekapcsolták az IRX3-ot vagy az IRX5-öt, aktiválták a zsírraktározási programot. Ha viszont a két gén nem volt aktív, a sejtek zsírt égettek és hőt termeltek. Ezután állatkísérletekben meg tudták erősíteni az eredményeket: azoknál az egereknél, amelyeknél az Irx3 zsírsejtekben volt kikapcsolva, fokozott az anyagcseréje, és nem hízott magas zsírtartalmú diéta esetén.
A DNS-szekvencia változása, mint az elhízás lehetséges kiváltója
Vizsgálatuk során a kutatók nemcsak a mechanizmust tudták megfejteni, hanem a pontos genetikai okot is. Egyetlen helyzetet találtak az FTO gén régiójában, amely megváltozott a kockázati variánsban. Amikor a tudósok a legújabb géntechnológiai módszerekkel kijavították az emberi zsírsejtek ezen hibáját, azok ismét normálisan működtek, és a zsír tárolása helyett fokozták a zsírégetést és a hőtermelést.
Melina Claussnitzer összehasonlítja az FTO és az elhízás közötti kapcsolat megfejtését egy bűncselekmény feltárásával: „Az FTO fő gyanúsítottja valójában nem a tényleges„ elkövető ”. Új módszereinkkel most elítélhettünk két elkövetőt, az IRX3-at és az IRX5-et, akiket eredetileg nem gyanúsítottak. ”Hozzáteszi:„ A legnagyobb kihívást azonban számunkra három dolog megfejtése jelentette: a bűncselekmény eszközét, vagyis egy olyan régió genetikai változatát, amelyet nehéz megtalálni., a bűncselekmény helyszíne, vagyis a zsír prekurzor sejtek, és a bűncselekmény, azaz a zsírégetés gátlása. "
Új módszer, amely más génterületekhez használható
Ehhez egy új módszert kellett kidolgozni, amelyen Claussnitzer és a tanulmány utolsó szerzője, Manolis Kellis, az MIT professzora intenzíven dolgozott. A TUM és az MIT két kutatója ezt a módszert számos más betegség esetén alkalmazza az MIT és a Harvard Medical School együttműködésével.
„A genomban ezernyi genetikai asszociáció található, amelyek sokféle betegséghez kapcsolódnak, és amelyek mechanizmusa teljesen ismeretlen, mivel a genom olyan régióiban találhatók, amelyek nem kódolják a fehérjéket, és a múltban még„ szemétként ”is szerepelnek. vagy szemetet. Módszerünk a jövőbeni genetikai jelek tisztázására irányuló vizsgálatok felgyorsítására szolgál. Ez utat nyithat az elhízás vagy a 2-es típusú cukorbetegség személyre szabott gyógyszere előtt ”- kommentálja Claussnitzer.
Az első szerző Dr. Melina Claussnitzer a TUM táplálkozásgyógyászati tanszékének munkacsoportvezetője, a Harvard Orvostudományi Beth Israel Deaconess Orvosi Központ oktatója és a "MIT Computer Science and Artificial Intelligence and Broad Institute of MIT and Harvard" vendégprofesszora.
kiadvány
Claussnitzer M, Dankel SN, Kim K-H és mtsai. Az FTO elhízási variáns áramköre és az adipocita barnulása emberben. New England Journal of Medicine, 2015. augusztus.
DOI: 10.1056/NEJMoa1502214