Биты генетического материала, называемые микроРНК, могут вызывать метаболические нарушения | Советы девушкам

В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Cell , профессор диетологии и токсикологии Калифорнийского университета в Беркли Андерс Нээр возглавил группу исследователей из 12 учреждений в США и Европе, чтобы лучше понять область второй хромосомы человека, ранее связанную с пищеварением. молока и нарушения обмена веществ. Они обнаружили, что микроРНК, представляющие собой крошечные фрагменты некодирующей РНК, которые препятствуют выработке генами белков, связаны с накоплением энергии и метаболическими заболеваниями, такими как ожирение, инсулинорезистентность и диабет 2 типа.

Путь к этому открытию начался с, казалось бы, несвязанной темы потребления молока взрослыми. На протяжении большей части истории человечества люди не могли потреблять молоко после младенчества, потому что после отлучения от груди организм перестает вырабатывать лактазу, кишечный фермент, необходимый для переваривания молочного сахара и лактозы. Около 5000 лет назад у европейцев появился вариант хромосомного локуса, содержащий ген лактазы, который позволил людям переваривать молоко в зрелом возрасте. Его распространение по Европе было связано с идеей о том, что в поголовье скота потребление молока взрослыми особями станет дополнительным источником питания и, следовательно, более высокими показателями выживаемости в условиях дефицита пищи.

Сегодня высокоразвитые страны сталкиваются с проблемами, связанными с переизбытком пищевых продуктов, а не с голодом. Из-за малоподвижного образа жизни и обилия дешевой высококалорийной пищи во многих странах наблюдается рост нарушений обмена веществ. Такие состояния, как ожирение, инсулинорезистентность и гипертония, связанные с избыточным потреблением пищи, способствовали более высокому уровню сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, рака и инсульта.

Долгое время ученые ломали голову над тем, какие молекулярные и генетические основы в геноме связаны с ожирением. Хотя ожирение имеет явный генетический элемент, исследования в значительной степени не смогли найти убедительных подтверждений единственного «гена ожирения». Интересно, что исследователи обнаружили, что хромосомная область, связанная с сохранением лактазы, также связана с ожирением и диабетом 2 типа. Но это не объясняло способность пить молоко в зрелом возрасте.

В самом деле, молоко быстро портится, и археологические данные показали, что скотоводческое население могло сохранять молочные продукты в виде сыра или йогурта – процесс, который удаляет большую часть лактозы. Следовательно, люди без мутаций, вероятно, могли потреблять консервированные молочные продукты во время голода, что поднимает вопрос о том, может ли что-то еще в вариативном локусе хромосомы обеспечить преимущество в выживании.

Няэр, в то время профессор кафедры клеточной биологии Гарвардской медицинской школы и исследователь онкологического центра Массачусетской больницы общего профиля, ранее заметил, что европейская версия локуса хромосомы 2 не только содержит ген лактазы, но и является домом для микроРНК под названием miR-128-1, которую он и другие сотрудники обнаружили, является важным регулятором уровня циркулирующего холестерина.

«Мы обнаружили, что miR-128-1 присутствует в том же соседстве с хромосомой, что и лактаза, и тот факт, что этот локус также связан с метаболическими заболеваниями, казался нам так, будто это может быть связь микроРНК с эволюционной адаптацией человека к голоду. , – сказал Няар.

Большинство исследований генотипа-фенотипа человека сосредоточено на генах, кодирующих белок, но исследование было новым, потому что исследователи спросили, может ли miR-128-1 играть роль ключевого метаболического регулятора. Хотя ученые долгое время считали, что микроРНК играют лишь второстепенную роль в клетках и тканях, теперь известно, что они могут выполнять важные молекулярные функции – во многих случаях, контролируя сложные биологические каскады и регулируя экспрессию генов. Няэр и его команда предположили, что miR-128-1 способствует накоплению энергии и что это также может быть связано с древней адаптацией к лактазе, а также с заболеваниями, связанными с избыточным питанием.

В тестах на ожирение на мышах исследователи вмешивались в функцию miR-128-1 либо генетической делецией, либо терапевтическими молекулами. Подопытные мыши, лишенные функциональной miR-128-1, сжигали больше энергии, имели значительно уменьшенные запасы жира и были защищены от инсулинорезистентности, предшественника диабета 2 типа. Полученные данные свидетельствуют о том, что miR-128-1 действительно играет центральную роль в контроле метаболизма, способствуя накоплению энергии посредством накопления жира.

«Результаты были поразительными, – сказал Няэр. «Они показывают, что микроРНК, действующая в качестве главного регулятора программ накопления энергии во многих метаболически активных органах, может способствовать метаболическим заболеваниям, таким как ожирение и диабет 2 типа, связанным с переизбытком пищи, а также генетическому отбору у людей для ожирения и типа 2. диабет.”

Исследование предлагает потенциальный путь клинической терапии для лечения метаболических нарушений и может иметь серьезные последствия для общественного здравоохранения. Традиционно препараты для лечения метаболических нарушений сосредоточены на генах и белках, но исследование подчеркивает важность некодирующих микроРНК как возможных терапевтических мишеней. Теоретически терапевтическое нацеливание miR-128-1 на человека может обеспечить аналогичные улучшения метаболического здоровья.

«Это увлекательная детективная история, которая объединяет древние эволюционные черты, восходящие к одомашниванию животных человеком и адаптации к молочным продуктам, вместе с нынешней эпидемией ожирения и метаболической дисрегуляции, которые способствуют как сердечным заболеваниям, так и риску рака», – сказал Дэниел. Хабер, доктор медицинских наук, директор Массового онкологического центра. «И виноватым оказывается даже не настоящий ген, а скорее небольшой фрагмент регуляторной РНК, которая контролирует координацию групп генов. Это красивая история и совершенно неожиданная».

Leave comment

Your email address will not be published. Required fields are marked with *.

двенадцать + 5 =