Génmentes zsír az emberi és a biotechnológiai művészet és kultúra területén az Ausztria Fórumon
Genomikai és Bioinformatikai Intézet
Juliane Bogner-Strauss a Graz TU Genomikai és Bioinformatikai Intézetének docense. Munkacsoportjával együtt a lipid anyagcserében szerepet játszó gének jellemzését kutatja. Jelenleg alprojekteket vezet az osztrák "GEN-AU Genome Research in Austria" genomkutatási programban és a DK-plus-nál: "Metabolikus és szív- és érrendszeri betegségek".
Az elhízás az elmúlt évtizedekben világszerte gyorsan növekedett, és ma már nemcsak egészségügyi kockázatot jelent, hanem gazdasági problémát is jelent.Szívességünk a lipidanyagcserében fontos szerepet játszó gének azonosítása és jellemzése. Ehhez elsősorban sejttenyésztési modelleket alkalmazunk, amelyekben ezeket a géneket szükség szerint ki- és bekapcsolhatjuk, és amelyek nagyon gyors választ adnak arra a kérdésre, hogy ezek a gének szerepet játszanak-e a zsírok sejtekben történő tárolásában. A gyógyszeripar érdeklődése az ilyen gének befolyásolása iránt a terápiás alkalmazásokban gyorsan növekszik.
Az elhízás (elhízás) az elmúlt évtizedekben hatalmas méreteket öltött, ami nemcsak egészségügyi kockázatot jelent, hanem jelentős gazdasági problémát is jelent. Ma világszerte ugyanannyi ember szenved alultápláltságtól, mint elhízás (egyenként körülbelül egymilliárd). Az elhízás számos másodlagos betegséghez vezet, mint például a 2-es típusú cukorbetegség, a magas lipidszint, a magas vérnyomás, az érelmeszesedés, a szívroham, agyvérzés, a rák, a meddőség, az ízületi gyulladás és még sok más. Ausztriában a lakosság körülbelül 50 százaléka túlsúlyos, 15 százaléka elhízott. A túlsúly a testtömeg-index (BMI)> 25, az elhízás a BMI meghaladja a 30. A BMI-t a következőképpen kell kiszámítani:
Ausztriában az elhízottak aránya meredeken nőtt az elmúlt években: 20 évvel ezelőtt ez nyolc százalék volt, ma majdnem kétszer annyi. A hat és 14 év közötti osztrákok tizenegy százaléka szintén elhízott.
Ausztria tehát a mezőny közepén van Európában, és globális szempontból messze meghaladja az olyan országok, mint az USA, Alaszka és Irán. Ezekben az országokban az elhízás már a lakosság több mint 30 százalékát érinti. Világszerte évente körülbelül 15 millió ember hal meg szív- és érrendszeri betegségekben, például szívrohamban vagy stroke-ban, amelyek elhízás következménye vagy következménye. Az elhízás kialakulásában minden bizonnyal a (helytelen) étrend játszik a fő szerepet. A probléma "egyszerű": a test több energiát fogyaszt, mint amennyit meg tud égni.
Így azonnal létrejön a zsírlerakódás - jó okkal: testünket az emberiség hajnala óta óvintézkedések megtételére programozták, mégpedig "rossz idõszakokra", amikor az élelem hiányban szenvedhet. De ülő életmódunk is rendkívül "fontos" szerepet játszik az elhízás kialakulásában.
Természetesen léteznek genetikai hajlamok az elhízás kialakulására, beleértve mind a monogenetikus, mind a poligenetikus hajlamot (olyan tulajdonság kialakulása, mint az elhízás egyetlen vagy több gén révén). Ezek azonban sokkal kevésbé relevánsak, mint az ételek túlfogyasztása és a mozgásszegény életmód. Az elhízás és a fent említett betegségek többek között a lipidanyagcsere rendellenességein alapulnak, amelyek a lipidek (zsírok) masszív raktározásához vezetnek a zsírszövetben és más szövetekben, például szívizomban, vázizomban és májban.
Munkacsoportom most azt a kihívást tűzte ki maga elé, hogy azonosítsa a zsírsejtek fejlődésében szerepet játszó géneket (adipogenezist), és ezeket a géneket funkcionálisan írja le. Ma már ismerjük a teljes emberi genomot, de a gének csak 50 százalékát azonosították funkciójukban. Funkcionálisan jellemezhetetlen gének felkutatásához, amelyek szerepet játszhatnak a lipid anyagcserében vagy a zsírsejtek képződésében, első lépésként a transzkriptóm elemzést alkalmazzuk.
Ezzel a technikával a tenyészetben növesztett prekurzor zsírsejteket (preadipocitákat) és zsírsejteket (adipocitákat) genetikai szinten hasonlítjuk össze. A preadipocytáknak és az adipocytáknak ugyanazok a génjeik vannak, de ahhoz, hogy egy prekurzor zsírsejt zsírsejtté váljon, bizonyos géneket felül kell szabályozni, másokat pedig csökkenteni kell. Ezeket a szabályozott géneket transcriptome analízissel lehet megvizsgálni.
Ezekben a kísérletekben egyszerre körülbelül 15 000 gént vizsgálhatunk szabályozásuk szempontjából. Ezen a ponton a bioinformatika játszik szerepet. Egy ilyen kísérlet kézi értékelése valószínűleg hónapokat vesz igénybe, a bioinformatika segítségével ez a kísérlet terjedelmétől függően néhány órán vagy napon belül elvégezhető. Az eredmény felsorolja azokat a funkcionálisan jellemzett és - számunkra még érdekesebb - funkcionálisan jellemezhetetlen géneket, amelyek a zsírsejtek képződése során szabályozottak. A következő lépésben ezeket a géneket egyedileg túltermelik vagy kikapcsolják a tenyészet sejtjeiben. A következmények ma már messzemenőek lehetnek, például egy gén túltermelése vagy kikapcsolása a prekurzor zsírsejtekben oda vezethet, hogy ezek a preadipociták már nem válnak zsírsejtekké. Természetesen az ellenkező forgatókönyv is lehetséges; Vagyis egy gén kikapcsolása vagy túltermelése ahhoz vezet, hogy a preadipociták még hatékonyabban tárolják a zsírt.
Jelenleg azon a génen dolgozunk, amely szükséges a zsírsejtek előalkotó zsírsejtekből történő előállításához. Ha kikapcsoljuk a gént a sejtekben a tenyészetben, akkor már nem képesek lipideket tárolni. Laboratóriumunk következő lépése a gén kikapcsolása egerekben annak kiderítése érdekében, hogy ezek az egerek sem képesek-e már felépíteni a zsírszövetet.
Az ilyen gének azonosítása és funkcionális jellemzése természetesen óriási hatással van a lipid anyagcsere szabályozásának megértésére. A fokozódó elhízás és az azzal összefüggő betegségek idején a gyógyszeripar érdeklődése az ilyen gének, mint célpontok terápiás alkalmazásában történő befolyásolása iránt ennek megfelelően nagy.