Жирный ген и клеточный фитнес

06.09.200785720

Ученым удалось доказать, что «ген стройности» действительно существует. Более того, его можно не просто включать или выключать, а более или менее плавно настраивать, изменяя содержание жира в организме. А другая группа исследователей заставила клетки заниматься «фитнесом».



Генетики из Техасского университета показали, что открытый уже более полувека назад ген Adp (лат. adipis – жир) способен изменять содержание жира в тканях организмов.

«Жировой ген» Adp был выявлен аспиранткой Йельского университета Уинфред Доэйн. Доэйн изучала генетические особенности одной из пород нигерийских дрозофил, отличавшихся неестественно большим содержанием жировых запасов в организме. Генетик связала эти особенности с изменением экспрессии гена Adp. По ее мнению, появление вариаций эволюционно обусловлено: в Нигерии регулярно случаются засухи, и умение накопить больше жира при том же количестве пищи помогало мухам этой породы пережить голодные времена.

Генетический механизм задействован на огромном промежутке эволюционной цепочки – от примитивных червей до сложных млекопитающих. Есть Adp и у нас, и хотя исследования на человеческих тканях пока не проводились, причин сомневаться в том, что он работает у людей, нет.

«От червей и до зверей – этот ген контролирует производство жира, – говорит руководитель группы Джонатан Граф. – Это может объяснить, почему такому большому числу людей не удается справиться с лишним весом и открывает совершенно новое направление для разработки лекарств против нынешней эпидемии диабета и ожирения».

Ученые изучали работу Adp в организмах крохотной нематоды Caenorhabditis elegans, дрозофил и выращенных в лаборатории клетках. Кроме того, они создали множество мышей, в организмах которых работа гена была искусственно заблокирована или, наоборот, усилена. Используя различные методы, генетики включали и выключали его в различных частях тела и разные периоды жизни животного.

По мнению ученых, результаты опытов, опубликованные в среду в журнале Cell Metabolism, явно указывают на функцию «жирового» гена. Скорее всего, он управляет работой множества других генетических механизмов, определяя, когда запасать, а когда расходовать жиры. Как именно Adp это делает, ученые пока не выяснили, но планируют заняться этим вопросом в ближайшее время.

Наиболее интересными оказались результаты исследования на самых сложных организмах – мышах. Выяснилось, например, что увеличение активности гена значительно улучшало состояние здоровья исследуемых мышей.

Они потребляли столько же, а иногда и больше пищи, чем их «нормальные» собратья, однако были стройней, лучше контролировали уровень инсулина и переработку содержащегося в крови сахара.

Кроме того, они были значительно устойчивей и к развитию диабета второго типа. Мыши, в организмах которых работа Adp была ослаблена, наоборот, легко заболевали диабетом, страдали ожирением и вообще чувствовали себя гораздо хуже.

Интересно отметить, что в отличие от ожиревших мышей «толстых» червей нельзя было назвать больными. Они были менее подвижны, откладывая больше жировых запасов из того же количества пищи, однако не страдали заболеваниями, сходными с диабетом и прочими последствиями ожирения. Это может быть связано с особенностями хранения жира – черви и насекомые откладывают его в многофункциональных клетках, в то время как млекопитающие – в специализированных клетках жировой ткани (адипоцитах).

Изучая работу жирового гена в дрозофилах, ученые также выяснили, что геном – и, как следствие, ожирением – можно управлять. Используя различные комбинации нескольких вариантов Adp, генетики смогли добиться выведения целой линейки мух – от тощих до самых толстых. «Для лечения ожирения это, как ручка громкости вместо выключателя, – радуется Графф. – Можно не просто включать и выключать, а плавно регулировать содержание жира в организме».

По его словам, наличие этого генетического механизма вариации оправдано с эволюционной точки зрения. Если в каждой популяции есть как худые, так и «запасливые» мухи, то усилиями первых популяция как целое сможет пережить нападение хищников, а усилиями вторых – голод.

Ученый предупреждает, что до соответствующих лекарств от ожирения еще далеко: «Конечно, хотелось бы разработать лекарства, управляющие этой системой, но на это понадобятся еще долгие годы».

В том же номере Cell Metabolism другая группа ученых рассказывает о новом методе сжигания «лишних» калорий. Заблокировав выработку одного из энзимов, исследователи из Университета штата Пенсильвания заставили клетки заниматься бессмысленным, но весьма энергозатратным «фитнесом», синтезируя и тут же расщепляя один из белков.

Как рассказал руководитель группы Кристофер Линч, они вырастили мышей, у которых был генетически заблокирован синтез определенного фермента – митохондриальной аминотрансферазы с разветвленной цепью (BCATm). Эти мыши потребляли значительно больше пищи, чем контрольная группа, однако были стройнее.

В крови генетических измененных мышей ученые нашли более чем десятикратное увеличение содержания лейцина (альфа-аминоизокапроновой кислоты). Расщеплением именно этой незаменимой аминокислоты, а также других так называемых аминокислот с разветвленной цепью и занимается заблокированный энзим. В его отсутствии на цикл синтеза и расщепления белка тратится значительно больше энергии, считают Линч и его коллеги. Вместе с тем пока не выяснено, как именно блокировка энзима влияет на полный цикл метаболизма аминокислот.

Как отметили в сопровождающем статью комментарии эксперты Сьюзан Фрид и Малкольм Уотфорд, несмотря на то, что содержание лейцина в крови можно увеличить, просто принимая содержащие его в больших количествах продукты «лейциновая диета» не поможет похудеть. Дело в том, что содержание аминокислоты в крови человека не получается увеличить более чем вдвое – избыток просто не усваивается. Фрид и Уотфорд рекомендуют вместо этого подумать о медикаментозном блокировании BCATm.

Пока же специалисты советуют людям, страдающим избыточным весом, не мечтать о чудесном от него избавлении и не увлекаться диетами для похудания. Лучше вести активный образ жизни, а если в повседневной жизни физических нагрузок не хватает – записаться в тренажерный зал. И ходить туда.

Артём Тунцов, «Газета.Ru»

Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей