Функционални студии
| Управување: | Проф. Мартин Клингенспор |
| Институт: | Молекуларна нутриционистичка медицина, Технички универзитет во Минхен, Институт Елсе Кронер-Фрезениус и Централен институт за истражување на исхрана и храна |
| Почетна страница: | www.molekulare-ernaehrungsmedizin.de/ |
МГ „Молекуларни механизми на дебелина“ има за цел да ги идентификува гените и алелите кои предиспонираат индивидуи за развој на дебелина и да ги потврди во однос на епидемиологијата, функцијата, клиничката важност и терапевтските импликации.
На клеточно ниво, беа извршени функционални студии во култивирани човечки масни клетки со цел да се идентификува улогата на избраните кандидати гени за метаболизмот на липидите и глукозата и митохондријалната функција (Вабитш). За таа цел, конструкциите на shRNA беа дизајнирани против соодветните гени, клонирани во влезни вектори, а потоа воведени во човечки масни клетки користејќи летивирусни вектори. Интересно, кај адипоцитите со недостаток на FTO, изразот на маркер за кафеаво масно ткиво - UCP-1 (раздвојувачки протеин-1) е зголемен за околу 4 пати на ниво на РНК и протеини. Функционално, ова доведе до зголемено базално и раздвоено дишење кај адицитите со недостаток на ФТО. Во депоата на бело масно ткиво кај глувци со недостаток на Fto, бевме во можност да откриеме зголемен број на Ucp-1-позитивни адипоцити и зголемен израз на mRNA на овој маркер во споредба со контролите од див тип (6).
На молекуларно ниво, кандидатскиот ген FTO беше детално испитан во однос на функцијата на FTO протеинот за регулирање на генската експресија и за обработка на RNA во човечка клеточна линија и во нокаут глувци на FTO (Horsthemke). По прекумерна експресија на FTO, 95% од сите mRNA сменети во дозата покажаа зголемено ниво. Повеќето од изменетите записници кодираат протеини кои се вклучени во спојувањето на РНК и метаболизмот на РНК. Ова се вклопува во локализацијата на FTO во нуклеарните дамки. По исцрпувањето на FTO, 78% од сите mRNA сменети во дозата покажаа намалени нивоа. Записите што кодираат протеини кои се вклучени во клеточниот одговор на недостаток на хранливи материи беа неверојатни. MALAT1 РНК, која се наоѓа во нуклеарни дамки, исто така беше намалена. За прв пат беше прикажано кај глувци со недостаток на Fto дека FTO влијае врз содржината на 3-метил-уридин и псевдоуридин во не-mRNA (7).
Сигналната патека на меланокортин игра важна улога во регулацијата на тежината. Затоа, ја анализиравме шемата на метилација на ДНК на генот проопиомеланокортин (POMC). Забележавме значителна хиперметилација на островот POMC 3´CpG кај деца со прекумерна тежина во споредба со деца со нормална тежина. Оваа варијанта на хиперметилација постоеше дури и пред да се развие дебелината и доведе до намален израз на POMC mRNA, што беше делумно посредувано од намалениот капацитет за врзување на комплексот P300. Конечно, забележавме дека моделот на метилација на ДНК ПОМЦ е поврзан со присуство на специфични елементи на Алу. Од ова заклучуваме дека оваа варијанта на хиперметилација на POMC како „епигеномски потпис“ доведува до зголемен ризик од развој на дебелина во текот на животот.
Кога ги испитувавме глупостите мутации на MC4R, за прв пат можевме да покажеме дека прескокнувањето со посредство на аминогликозид е можно in vitro и доведува до функционални рецептори (8). Покрај тоа, можевме да покажеме дека почетниот кодон на MC3R не е на опишаната позиција досега, туку на позицијата што одговара на глувчето. Ова значи дека MC3R-SNP (T6K) не е во регионот за кодирање на рецепторот.
Избрани публикации
1. Bolze F, Rink N, Brumm H, Kuhn R, Mocek S, Schwarz AE, Kless C, Biebermann H, Wurst W, Rozman J, and Klingenspor M. Карактеризација на глупоста мутација на меланокортин-4 рецептори W16X in vitro и ин виво. Фармакогеномика Ј. 2013; 13 (1): 80-93.
2. Нордстром В, Вилерсхаузер М, Херцер С, Розман Ј, фон Болен Унд Халбах О, Мелднер С, Ротермел У, Каден С, Рот ФК, Валдек Ц, Грец Н, де Анџелис МХ, Драгун А, Клингенспор М, Гроун Х., и ennенеман Р. Невронски израз на глукозилцерамид синтаза во централниот нервен систем ја регулира телесната тежина и енергетската хомеостаза. PLoS Biol. 2013; 11 (3): e1001506.
3. Вегиопулос А, Мулер-Декер К, Стржода Д, Шмит Први, Чихелницки Е, Остертаг А, Бериел Д.М., Розман Ј, Храбе де АМ, Нусинг РМ, Мејер ЦВ, Вали В, Клингенспор М и Херциг С. Циклооксигеназа- 2 контролира енергетска хомеостаза кај глувци со де ново регрутирање на кафеави адипоцити. Наука 2010; 328 (5982): 1158-1161.
4. Khasawneh J, Schulz MD, Walch A, Rozman J, Hrabe de Angelis M, Klingenspor M, Buck A, Schwaiger M, Saur D, Schmid RM, Kloppel G, Sipos B, Greten FR, and Arkan MC. Воспаление и бета-оксидација на митохондријална масна киселина ја поврзуваат дебелината со рано промовирање на тумор. Proc Natl Acad Sci САД. 2009; 106 (9): 3354-3359.
5. Volckmar AL, Bolze F, Jarick I, Knoll N, Scherag A, Reinehr T, Illig T, Grallert H, Wichmann HE, Wiegand S, Biebermann H, Krude H, Fischer-Posovszky P, Rief W, Wabitsch M, Klingenspor M, Hebebrand J и Hinney A. Екранот за мутација во GWAS добиен ген на дебелина SH2B1 вклучувајќи функционални анализи на откриени варијанти. Геномика на БМЦ Мед. 2012 година; 5 (65.
6. Tews D, Fischer-Posovszky P, Fromme T, Klingenspor M, Fischer J, Ruther U, Marienfeld R, Barth T, Moller P, Debatin K и Wabitsch M. Недостаток на ФТО предизвикува израз на UCP-1 и митохондријален спој кај адицитовите . Ендокринологија. 2013 година.
7. Berulava T, Ziehe M, Klein-Hitpass L, Mladenov E, Thomale J, Ruther U и Horsthemke B. Нивото на FTO влијае на модификацијата на RNA и транскрипцијата. Eur J Hum Genet. 2013; 21 (3): 317-323.
8. Brumm H, Muhlhaus J, Bolze F, Scherag S, Hinney A, Hebebrand J, Wiegand S, Klingenspor M, Gruters A, Krude H, and Biebermann H. прочитани Дебелина (сребрена пролет). 2012; 20 (5): 1074-1081.