Списанието Nature публикува труд, който разкрива участието на ген, наречен IRX3, в увеличаването на телесната маса на мишките и хората. Учени, включително чилиец, който работи в изследователски център в Севиля, са открили, че мишките без този ген не надебеляват дори ако ядат нездравословна храна. Знаейки, че това ще помогне да се създадат нови лекарства срещу затлъстяването и диабета.

разкрива

На изображението мишка с тежко затлъстяване в Лабораторията за метаболитни изследвания на Университетската клиника в Навара./Сара Бецерил

Изследвания, които изследват генетичните основи на затлъстяването, сочат ген, наречен FTO, като един от основните генетични фактори, отговорни за това заболяване. Вече са идентифицирани до 75 места в генома, участващи в увеличаване на телесната маса, но проста промяна само в един от основните градивни елементи, съставляващи FTO, се счита за една от най-свързаните със затлъстяването мутации.

Сега международно сътрудничество, създадено от университети от САЩ, Канада и Испания, стигна до заключението, че има друг ген "виновник", който изглежда е истинският ген за функционално затлъстяване.

От техническа гледна точка те откриха, че някои FTO мутации, свързани със затлъстяването, всъщност не активират експресията на този ген, а по-скоро този на друг, разположен на хиляда единици, IRX3.

„Всяка връзка между FTO и затлъстяването е резултат от влиянието на IRX3“

„Нашите данни показват, че IRX3 контролира телесната маса и регулира телесния състав“, заявява генетикът Марсело Нобрега от Чикагския университет и един от авторите на изследването; и добавя: „Всяка връзка между FTO и затлъстяването е резултат от влиянието на IRX3“.

Тази мултидисциплинарна работа, публикувана днес в списание Nature, разкрива също, че мишките с дефицит на този ген са по-тънки, с 25% до 30% намаление на телесното тегло, поради загубата на бяла мазнина и увеличения метаболизъм.

Некодиращите региони на гена, наричани още интрони, са тези, които не носят информация за протеиновия синтез. Някои от тези интрони не са известни за какво са, но други го правят: те регулират начина, по който гените се експресират.

Учените наблюдават при мишки, че мутациите в интроните на FTO, които са свързани със затлъстяването, не засягат тяхната експресия, а тази на новия далечен ген. „Вместо това открихме, че промоторът на гена IRX3, ген на стотици хиляди базови двойки, е свързан с тези интрони“, обяснява чилиецът Хосе Луис Гомес-Скармета, съавтор на изследването и генетик в Центъра. Андалуски отдел по биология на развитието (UPO-CSIC), в Севиля.

За да се гарантира, че има физическо взаимодействие между двата региона, изследователите са използвали техника, наречена улавяне на конформация на хроматин. След проучване на тази връзка при мишки, те откриха подобен модел на взаимодействия при хора, като анализираха данни от проекта ENCODE, което беше потвърдено с експерименти в човешки клетки.

Използвайки данни от 153 мозъчни проби от хора от европейски произход, те потвърдиха резултатите при гризачи: самият ген на FTO играе само регулаторна роля. „Суичовете, които контролират IRX3, са вътре в FTO гена“, казва Нобрега.

Като цяло те потвърдиха, че това взаимодействие се случва при хора, мишки и данио, предполагайки, че този механизъм е еволюционно запазен в генома.

Експерименти

Следващият експеримент за потвърждаване на ролята на IRX3 при затлъстяването е създаването на мишки, които не експресират този ген, за да наблюдават тяхната анатомия. Въпреки че са били хранени с високо съдържание на мазнини, мишките без IRX3 поддържат теглото и нивата на липидите, докато нормалните мишки, подложени на същата диета, напълняват, докато удвоят масата си. „Освен това те имаха по-добра способност да улавят глюкозата и бяха по-защитени срещу диабет“, казва Чин-Чунг Хуей, друг от авторите на изследването и генетик от университета в Торонто.

"IRX3 вероятно е важен регулатор в генетичните програми на клетките"

Освен това изследователите установиха, че мишките, чийто променен IRX3 ген се експресира в хипоталамуса, област от мозъка, за която е известно, че регулира апетита и енергийните разходи, са толкова слаби, колкото мишките с дефицит на IRX3.

Хипоталамусната функция на IRX3 изглежда контролира телесната маса при тези животни, което показва, че генетичната предразположеност към затлъстяване отчасти се контролира от мозъка.

Генът IRX3 участва в много регулаторни процеси в клетките в тялото, не само в хипоталамуса. В момента Нобрега и неговият екип изследват как IRX3 взаимодейства с гените и молекулите, които регулира.

"IRX3 вероятно е важен регулатор в генетичните програми на клетките", казва Нобрега. „Интересуваме се да идентифицираме къде и как действа, за да идентифицираме IRX3 цели, които ще се превърнат в нови лекарства срещу затлъстяването и диабета“, заключава ръководителят на екипа.

Библиографска справка:

Марсело Нобрега, Чи-Чунг Хуей, Хосе Луис Гомес-Скармета и др. „Вариантите, свързани с наднорменото тегло в рамките на FTO, формират отдалечени функционални връзки с IRX3“. Природата. 2014 г.