Ген без маснотии за човекот и биотехнологијата Уметност и култура во Форумот во Австрија
Институт за геномика и биоинформатика
Julулијана Богнер-Штраус е вонреден професор на Институтот за геномика и биоинформатика на ТУ Грац. Заедно со нејзината работна група, таа истражува како се карактеризираат гените кои играат улога во метаболизмот на липидите. Таа во моментов води подпроекти во рамките на програмата за истражување на австрискиот геном „GEN-AU Genome Research in Austria“ и во ДК-плус: „Метаболичка и кардиоваскуларна болест“.
Дебелината брзо се зголеми во светот во последните неколку децении и сега не е само здравствен ризик, туку и економски проблем.Ние сме заинтересирани за идентификување и карактеризирање на гени кои играат важна улога во метаболизмот на липидите. За ова ние првенствено користиме модели на клеточна култура во кои можеме да ги вклучуваме и исклучуваме овие гени по потреба и кои ни даваат многу брз одговор на прашањето дали овие гени играат улога во складирањето на мастите во клетките. Интересот на фармацевтската индустрија да влијае на ваквите гени во контекст на терапевтски апликации рапидно расте.
Дебелината (дебелината) достигна огромни размери во последните неколку децении, што го прави не само здравствен ризик, туку и значаен економски проблем. Денес, ист број на луѓе ширум светот страдаат од неухранетост како и од дебелина (околу една милијарда). Дебелината доведува до многу секундарни болести како што се дијабетес тип 2, високо ниво на липиди во крвта, висок крвен притисок, атеросклероза, срцеви удари, мозочни удари, карцином, неплодност, артритис и многу други. Во Австрија, околу 50 проценти од населението се со прекумерна тежина и 15 проценти се дебели. Прекумерната тежина е индекс на телесна маса (БМИ) од> 25, дебелината е БМИ над 30. БМИ се пресметува на следниов начин:
Процентот на дебели луѓе во Австрија нагло се зголеми во последниве години: пред 20 години беше осум проценти, денес е скоро двојно повеќе. Дебели се и единаесет проценти од Австријците на возраст од шест до 14 години.
Австрија е така на средина на теренот во Европа и, глобално гледано, е далеку надмината од земји како што се САД, Алјаска и Иран. Во овие земји, над 30 проценти од населението е дебело. На светско ниво, околу 15 милиони луѓе годишно умираат од кардиоваскуларни болести, како што се срцеви и мозочни удари, кои се јавуваат како резултат или како резултат на дебелина. (Погрешната) диета секако ја игра главната улога во развојот на дебелината. Проблемот е „едноставен“: телото троши повеќе енергија отколку што може да согори.
Така, веднаш се создава депозит на маснотии - со добра причина: нашето тело е програмирано да презема мерки на претпазливост уште од зората на човештвото, имено за „лошите времиња“ кога храната би можела да има малку. Но, нашиот седентарен начин на живот, исто така, игра исклучително „важна“ улога во развојот на дебелината.
Се разбира, постојат и генетски предиспозиции за развој на дебелина, вклучително и моногенетски и полигенетски предиспозиции (развој на одлика како дебелина преку еден или повеќе гени). Сепак, овие се многу помалку релевантни од прекумерната потрошувачка на храна и седечкиот начин на живот. Дебелината и болестите споменати погоре, се базираат, меѓу другото, и на нарушувања на метаболизмот на липидите, кои доведуваат до масовно складирање на липиди (масти) во масното ткиво и во други ткива, како што се срцевиот мускул, скелетниот мускул и црниот дроб.
Мојата истражувачка група сега си постави предизвик да ги идентификува гените кои играат улога во развојот на масните клетки (адипогенезата) и функционално да ги опишат овие гени. Денес го знаеме целиот човечки геном, но само 50 проценти од гените се идентификувани во нивната функција. За да најдеме функционално некарактеризирани гени кои би можеле да играат улога во метаболизмот на липидите или во формирањето на масни клетки, ја користиме анализата на транскриптом како прв чекор.
Користејќи ја оваа техника, масните клетки претходници (предипоцити) и масните клетки (адипоцити) одгледувани во култура се споредуваат на генетско ниво. Предипоцитите и адипоцитите ги имаат истите гени, но за да може масните клетки претходници да станат масни клетки, одредени гени треба да се регулираат, а други да се регулираат под регулација. Овие регулирани гени може да се испитаат со помош на анализа на транскриптом.
Во овие експерименти можеме да испитаме околу 15 000 гени истовремено за нивно регулирање. Во овој момент, биоинформатиката влегува во игра. Проценка на ваков експеримент рачно веројатно ќе трае со месеци; со помош на биоинформатика, ова може да се направи во рок од неколку часа или денови, во зависност од обемот на експериментот. Резултатот е список на функционално карактеризирани и - уште поинтересни за нас - функционално некарактеризирани гени кои се регулираат при формирање на масна клетка. Во следниот чекор, овие гени се индивидуално прекумерни или исклучени во клетките во културата. Последиците сега можат да бидат далекусежни, на пример, прекумерното производство или исклучување на генот во претходните масни клетки може да доведе до тоа овие предидипоцити повеќе да не стануваат масни клетки. Се разбира, можно е и спротивното сценарио; Тоа е, исклучување или хиперпродукција на ген доведува до предидипоцити складирање на маснотии уште поефикасно.
Во моментов работиме на ген кој е неопходен за производство на масни клетки од масните клетки претходници. Ако го исклучиме генот во клетките во културата, тие веќе не се во можност да складираат липиди. Следниот чекор во нашата лабораторија е да го исклучиме овој ген кај глувците за да откриеме дали овие глувци веќе не се во можност да создадат масно ткиво.
Идентификувањето на ваквите гени и нивната функционална карактеризација природно имаат огромно влијание врз разбирањето на регулацијата на метаболизмот на липидите. Соодветно на тоа, во време на зголемена дебелина и болести поврзани со него, интересот на фармацевтската индустрија да влијае на такви гени како цели во терапевтската апликација е соодветно голем.