Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Muchy z nadwagą pomogły zidentyfikować geny odpowiedzialne za otyłość
Na podstawie badań przeprowadzonych na muszkach owocowych zidentyfikowano 77 genów, które mogą mieć wpływ na gospodarkę tłuszczową organizmu. Wśród nich zalazły się geny kodujące enzymy biorące udział w metabolizmie lipidów, a także kluczowe elementy odpowiedzialne za homeostazę jonów wapnia.

Światowa Organizacja Zdrowia klasyfikuje otyłość jako jeden z najszybciej rozwijających się problemów zdrowotnych, który dotyka już ponad 10% całej populacji. Szacuje się, że z jej powodu każdego roku umiera 2,8 miliona osób dorosłych. Otyłości towarzyszą liczne powikłania, m.in. podwyższone ryzyko wystąpienia chorób naczyniowych, cukrzycy typu 2, nadciśnienia i raka. Według danych Głównego Urzędu Statystycznego w Polsce z nadwagą mamy do czynienia w przypadku ponad 61 % mężczyzn i 45 % kobiet.

 

Czy złe nawyki żywieniowe i siedzący tryb życia to jedyne powody takiego stanu rzeczy? „Niejednokrotnie, pomimo zbliżonego stylu życia, przyrost masy może się bardzo różnić w zależności od osoby. Powodem jest to, że poza sposobem odżywiania się i aktywnością fizyczną, na naszą wagę mają również wpływ uwarunkowania genetyczne. Jak dotąd znamy jednak tylko niewielki ułamek genów, które mogą przyczyniać się do zaburzeń metabolizmu” – komentuje dr Ronald P. Kühnlein z Max Planck Institut for biophysical chemistry, Göttingen, którego zespół badawczy stara się odpowiedzieć m.in. na pytania dotyczące oddziaływania warunków środowiskowych na aktywność genów w procesie magazynowania tłuszczu.

 

„Nasze prace prowadzimy przy użyciu muszek owocowych (Drosophila melanogaster), które są przykładem organizmu modelowego. Odpowiednie geny i czynniki regulacyjne zaangażowane w procesy metaboliczne u ludzi bardzo często pełnią podobną funkcje w zbliżonych procesach u muszek. Muszki owocowe, tak jak i organizmy wyższe, mają zdolność do magazynowania tłuszczu w postaci kropli lipidowych zlokalizowanych w  komórkach tłuszczowych. Przy użyciu mikroskopu jesteśmy w stanie odróżnić muszki bez zaburzeń od tych z podwyższonym poziomem tłuszczu w organizmie” – tłumaczy dr Ronald P. Kühnlein.

 

Porównanie komórek o różnej zawartości tłuszczu. Biały pasek odpowiada długości 50 µm. [DOI:10.1016/j.cmet.2013.12.004]

 

Naukowcy z grupy dr Kühnleina, korzystając z technologii interferencji RNA (RNAi), przeprowadzili screening ponad 7 tysięcy genów u Drosophila melanogaster. Badacze pojedynczo wyciszali odpowiednie geny, szczególnie te aktywne w tkankach związanych z magazynowaniem tłuszczu i obserwowali wpływ danej mutacji na zmianę poziomu tłuszczu w organizmie. Ich badania pozwoliły na zidentyfikowanie 77-miu  genów związanych z metabolizmem lipidów, z czego 58 genów to geny nie kojarzone wcześniej z gospodarką tłuszczową. Wśród nich znajdują się 64 geny posiadające swoje odpowiedniki u ludzi.

 

Badanie dowiodło, że geny mające związek z zaburzeniami wagi mogą pełnić funkcję w różnorodnych procesach biologicznych. Wśród nich zalazły się nie tylko geny kodujące enzymy biorące udział w metabolizmie lipidów, ale także kluczowe elementy odpowiedzialne za homeostazę jonów wapnia w organizmie. O związek pomiędzy wapniem a otyłością pytamy Jensa Baumacha, autora publikacji opisującej prezentowane badania. „Wapń jest przekaźnikiem wtórnym ważnym dla wielu procesów komunikacyjnych w żywych komórkach. Jego poziom w komórkach tłuszczowych zależny jest od białka zwanego STIM (stromal interaction molecule). Gdy białko to przyjmuje konformację nieaktywną, poziom wapnia w komórkach tłuszczowych obniża się” – wyjaśnia Jens. Analogicznie, białko STIM w formie aktywnej pozwala na przepływ jonów wapnia do cytoplazmy a zatem na zwiększenie stężenia jonów wapnia w komórce. Nieprawidłowości w funkcjonowaniu białka STIM prowadzą do zachwiania równowagi pomiędzy wewnątrzkomórkowym i zewnątrzkomórkowym stężeniem jonów.

 

Wykazano, że zaburzenie homeostazy jonów wapnia w komórkach tłuszczowych muszek owocowych ma bezpośredni związek z otyłością. Zbyt niskie wewnątrzkomórkowe stężenie jonów wapnia prowadzi do zjawiska zwanego hiperfagią, czyli zaburzeń łaknienia powodujących nadmierny apetyt. Ma to związek z nadprodukcją krótkiego neuropeptydu F (sNPF). Muchy, w których mózgach stężenie neuropeptydu F odbiegało od normy, jadły dwa razy więcej niż pozostałe. Tym samym zawartość tłuszczu w ich organizmach była znacznie podwyższona w porównaniu do much bez zaburzeń łaknienia. Mechanizm przepływu informacji pomiędzy komórkami tkanki tłuszczowej a mózgiem pozostaje jednak w chwili obecnej niewyjaśniony. Dodatkowe badania będą również potrzebne aby odpowiedzieć na pytanie czy podobny szlak przekazu sygnału, zależny od wapnia, kontroluje wagę u ludzi. Gdyby okazało się to prawdą, pojawiłaby się szansa na rozwój nowych strategii w leczeniu zaburzeń metabolizmu. Wynalezienie leku na nadwagę z pewnością poprawiłoby stan zdrowia i samopoczucie milionom obywateli.

 

Katarzyna Wawrzyniak-Turek

Źródła

Źródła:

A Drosophila In Vivo Screen Identifies Store-Operated Calcium Entry as a Key Regulator of Adiposity, Cell Metabolism 2014, 19, 331-343.

http://www.who.int/en/

http://www.stat.gov.pl/gus

http://www.mpibpc.mpg.de/kuehnlein/

KOMENTARZE
news

<Czerwiec 2024>

pnwtśrczptsbnd
30
31
2
3
4
8
9
10
12
14
15
16
19
PCI Days
2024-06-19 do 2024-06-20
20
21
22
23
24
25
26
28
29
30
Newsletter