Епигенетски прекинувач за дебелина Макс-Планк-Гезелшафт
Дебелината понекогаш може да се исклучи
Одамна е познато дека дебелината е во гените. Сепак, новото истражување на истражувачите од Фрајбург на институтот за имунобиологија и епигенетика Макс Планк, покажува дека е исто така клучно како овие гени се регулираат. Научниците предводени од Ендру Поспишилик откриле епигенетски прекинувач што доведува до нормална или прекумерна тежина кај луѓе со идентични гени, како што се идентични близнаци. Прекинувачот работи како класичен прекинувач за светло, а не како затемнувач без чекор. Резултатите од студијата го менуваат нашето разбирање за тоа како епигенетското влијание ја контролира активноста на нашите гени и на тој начин може да доведе до дебелина.
Над половина милијарда луѓе на земјата се премногу дебели. Прекумерната тежина и дебелината се значителни здравствени проблеми, бидејќи тие често се почетна точка за секундарни болести на кардиоваскуларниот систем, рак или дијабетес. ДНК е главно одговорна за нашата тежина, но не само. Факторите на животната средина, исто така, имаат значително влијание врз нашата тежина.
Истражувачката група на Ендру Посписилик од Институтот за имунобиологија и епигенетика Макс Планк во Фрајбург е заинтересиран за тоа како епигенетските ефекти можат да влијаат на нашата подложност на болести и нивниот развој. Појдовна точка за откритието биле глувците кои имале само една копија на генот Отсекување28 е во геномот. Во претходните студии на Ема Вајтлав од Бризбејн, глувците покажале големи флуктуации на тежината дури и под строго контролирани идентични услови на животната средина. И дека иако животните биле генетски идентични, т.е. имале иста иста ДНК. „Фасциниравме од податоците, бидејќи тие сугерираат епигенетски феномен“, вели Ендру Посписилик.
Или густа или тенка
Кога истражувачите на Макс Планк одблизу ја разгледаа распределбата на тежината на голем број на овие генетски идентични животни, стана јасно дека поголемиот дел од тегови може да се поделат во две групи. Испитаните глувци биле со нормална тежина или биле со прекумерна тежина. Сепак, немаше скоро никакви средни фази. „Бевме изненадени што со истиот генотип се појавија две многу различни, но многу стабилни форми“, вели Кевин Далгард, првиот автор на студијата.
При споредување на вкупниот генски израз на овие две тежински групи, истражувачите наидоа на мрежа на таканаречени „втиснати гени“, кои беа помалку активни кај глувците со прекумерна тежина. „Импонирани гени“ се гени во кои е активна само верзијата од мајката или верзијата од таткото. Кога истражувачите исклучиле една од двете копии на втиснатите гени и со тоа ја намалиле активноста на гените на мрежата, животните или нормални или со прекумерна тежина се појавиле повторно. Овие податоци, кои беа собрани во соработка со тимови од Кембриџ предводени од Ана Фергусон-Смит, Стив О'Рахили, ilesајлс Јео и Ентони Кол, сугерираат дека оваа мрежа делува како еден вид прекинувач што се префрла или во нормала - или фенотип со прекумерна тежина.
„Откако ќе се притисне прекинувачот, телесната тежина се дава доживотно“, вели Ендру Посписилик. Дебелината не ги следи генетските закони на Мендел. „Сега за епигенетскиот прекинувач знаеме дека работи поинаку отколку што се очекуваше: не како затемнувач, туку како типичен прекинувач за светло - вклучен или исклучен, нормален или прекумерна тежина.
Истражувачите сега исто така сакаа да знаат дали постои споредлив прекинувач кај луѓето. Заедно со Антје Коернер и Катрин Ландграф, специјалисти за детска дебелина во универзитетската болница во Лајпциг, тие испитуваа примероци на масно ткиво од деца со нормална и прекумерна тежина. Резултатите покажуваат дека околу половина од децата со прекумерна тежина покажале изменето ниво на изразување на Trim28 и втисната генска мрежа. Кога научниците испитале и јавно достапни податоци од студии за близнаци, таму нашле сличен тренд. Овие резултати сугерираат дека прекинувачот пронајден кај глувците постои и кај луѓето.
Полифенизам откриен за прв пат кај цицачи
„Прекинувачот што го опишавме не само што може да помогне во разбирањето на интеракцијата помеѓу генетските и епигенетските фактори кај болестите. Исто така, тоа може да го промени начинот на кој гледаме на еволуцијата “, вели Ендру Посписилик. Феноменот што јасно ги разликува фенотипските карактеристики на организмот може да се појави со идентичен генотип е познат во растителното и животинското кралство под терминот полифенизам. Типичен пример се пчелите мед, каде што или една кралица или пчели работнички можат да произлезат од истата ДНК.
Студијата на истражувачите од Фрајбург сега сугерира дека полифенизмот може да се најде и кај цицачи и кај луѓе. Таквиот епигенетски прекинувач, кој произведува значително различни карактеристики со иста ДНК, може да значи изборна предност во еволуцијата. "Полифенизмот може да претставува тампон. Ако, на пример, еден израз повеќе не нуди одговор на лошите услови за живот, полифенизмот може да овозможи план Б што придонесува за опстанок на видот", вели Поспишилик.
Може да се замислат епигенетски терапии против дебелина и други болести
Резултатите од студијата не само што отвораат поле на нови еволутивни теоретски размислувања. Во исто време, тие исто така нудат нови согледувања во епигенетските терапии за разни болести. За идните терапии, централно откритие е дека овој епигенетски прекинувач не работи како затемнувач, туку произведува две различни форми на организмот на многу стабилен начин. „Следното што сакаме да дознаеме е дали можеме да влијаеме на овој прекинувач или со промена на нашата исхрана, минимизирање на стресот, па дури и со лекови. Се надеваме дека на овој начин ќе можеме трајно да го смениме системот од прекумерна тежина во нормална тежина “, вели Посписилик.