«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 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.
автор: Артём Тунцов
Хотите прокомментировать?
Кроме того...
Разработан логический вентиль для теплового компьютера
Ученые создали логические...
3D сканер человеческого тела
Компания Philips презентовала свою новую разработку –...
Химики мешают человечеству пластиковую кровь
Никогда ещё учёные не...