У лабораторії в Торонто, Канада, існує унікальна у світі миша. Ніхто не скаже, дивлячись на нього, бо він здається таким же білим і звичайним, як і решта гризунів, які населяють лабораторії по всьому світу. Його ексклюзивність виділяється лише тоді, коли вона розміщується поруч з іншою мишею, очевидно, такою ж, але набагато товстішою. Єдина різниця між ними - інактивований ген. Тільки цей ген здається відповідальним за товсту мишку, яка важить на 30% більше, тоді як дивовижна миша Торонто залишається такою ж худою і здоровою, незважаючи на споживання дієти, завантаженої жиром, повідомляє esMateria.

харчова

"Ці миші схожі на тих друзів або колег, які їдять багато нездорової їжі і ніколи не набирають вагу", - сказала "Materia" дослідник лікарні для хворих дітей в Торонто Чі-Чун Хуей. Завдяки співпраці з іспанськими та американськими колегами їх гризуни допомогли виявити, як найбільший генетичний фактор ризику ожиріння працює у людей. Результати, опубліковані в журналі Nature, можуть мати важливі наслідки для дослідження та лікування ожиріння - найбільшої епідемії 21 століття в розвинених країнах.

Давно відомо, що існує генетичний варіант у людини, який дає своєму носії в середньому на три кілограми більше і підвищує ризик ожиріння. Це мутація гена FTO. Близько 16% європейського населення мають обидві копії варіанту ризику, судячи з дослідження, яке проаналізувало майже 40 000 людей. Велика проблема полягає в тому, що два варіанти ризику знаходяться в зоні, яка не кодує білки, тобто теоретично вона не має жодної функції. На сьогодні ніхто не пояснив, як ці мутації сприяють відгодівлі особини, яка їх носить.

Поточна робота розгадала загадку. Варіанти ожиріння FTO - це те, що було відоме як непотрібна ДНК. До недавнього часу її вважали марною, але завдяки великому дослідженню, опублікованому в 2013 р., ENCODE, було показано, що ця ДНК може бути настільки ж важливою, як і решта. Насправді він може функціонувати як провідник, який за бажанням вмикає або вимикає гени і впливає, можливо, на те, що людина набирає вагу, страждає на діабет або може ковтати шкідливу їжу, не набираючи ваги, як інші.

"Усі тварини народжуються з одного і того ж набору генів, і сміттєва ДНК буде як би схемою появи тієї чи іншої помилки", - резюмує Хосе Луїс Гомес-Скармета, дослідник Андалузького центру біології розвитку та співавтор дослідження. Його команда застосувала до таємниці FTO нову техніку, яка з’явилася кілька років тому і відома як захоплення утворення хроматину. Ця техніка дозволяє нам побачити, як упакований геном, дуже довгий ланцюг ДНК, який багато разів складається над собою, щоб поміститися в ядро ​​наших мікроскопічних клітин. І ось як Гомес-Скармета та його команда виявили, що варіанти ризику в FTO контактують з іншим геном, IRX3. По прямій лінії ці два компоненти знаходяться на відстані близько 500 000 основ або одиниць ДНК, занадто далеко один від одного, щоб взаємодіяти. Але, коли геном складений так, ніби це куля, ці дві області в кінцевому підсумку торкаються і впливають одна на одну. Опублікована сьогодні робота показує, що непотрібна ДНК у варіантах гена FTO схожа на перемикач, який перемикає IRX3, справжнього винуватця ожиріння, раніше приписуваного FTO.

"Зараз нам стало зрозуміліше, хто відповідає, і ми усвідомлюємо, що шукали інший шлях", - резюмує Гомес-Скармета. Його команда показала, що механізм увімкнення-вимкнення присутній у даніо, мишей та людей, що було перевірено шляхом аналізу клітин мозку 135 людей. Дослідник зазначає, що цей метод аналізу хроматину, "піонер Європи", швидше за все, виявить багато інших прихованих взаємодій у нашому геномі в майбутньому.

Ген "жиру" знаходиться в мозку

І все це повертає нас до миші Торонто. За звичайної дієти ця тварина, у якої вимкнений ген IRX3, важить на 30% менше, ніж у тих, у кого ввімкнений IRX3. Якщо вони перейшли на дієту з високим вмістом жиру, перший не набирає вагу, а інший набирає вагу вдвічі більше, йдеться у заяві Чиказького університету, який також брав участь у дослідженні. Крім того, у миші Торонто більше коричневого і менше білого жиру, що характерно для ожиріння, краще справляється з глюкозою і, схоже, має захист від діабету. І це не найкраще.

"Окрім ідентифікації IRX3 як гена жиру, ми тепер маємо докази того, що він контролює нейрони в гіпоталамусі мозку, які регулюють, коли енергія спалюється або зберігається", - сказав Хуей. Дослідження показало, що вимкнення IRX3 у гіпоталамусі мозку, області, яка контролює апетит та частину метаболізму, також робить мишей стрункими. Це означає, що цей "жировий ген" працює в мозку і вирішальним чином впливає на масу тіла.

"Наше дослідження показує, що ми можемо бути більш стійкими до впливу шкідливої ​​їжі, якщо маємо меншу активність IRX3", - пояснює Хуей. "Якщо ми зможемо зрозуміти, як IRX3 працює на молекулярному рівні, можливо, в майбутньому можна буде розробити конкретні препарати для модуляції цього гена та підвищення його хороших властивостей", - додає він. Насправді вже існують інші дослідження, які виділяли гени, які роблять деяких людей несприйнятливими до захворювань, пов’язаних з ожирінням: діабет, серцево-судинні захворювання тощо.

Звичайно, це лише частина проблеми. Більшість випадків ожиріння здебільшого пов’язані з неправильним харчуванням та невеликим спортом, що значно легше змінюється, ніж функція гена. Однак краще знання генетичного фактора може допомогти уникнути накопичення факторів ризику.

"Робота з функціональної характеристики є чудовою і дуже широкою, і що вона ілюструє, це велика складність геному, коли мова заходить про те, як це працює", - говорить Долорес Корелла, дослідниця з генетики та ожиріння, яка працює в університеті Валенсії, і що він не брав участі в цьому дослідженні. Корелла підкреслює, що взаємозв'язок між FTO та IRX3 вже згадувався деякий час тому, хоча це було неможливо пояснити. Зараз шлях уперед відкривається, хоча це ще дуже попередній прогрес, підкреслює він. "Після публікації цієї базової дослідницької роботи гіпотеза гена IRX3 стає більш актуальною, і ми будемо її глибше досліджувати у людей, щоб серед усіх груп надати більше епідеміологічних та експериментальних доказів та отримати більше знань про ожиріння та його регуляторів ", робить висновок.