Науковці з Університету Вірджинії визначили 14 генів, які викликають, і три, які запобігають ожирінню. Отримані дані потенційно дозволяють створити нові методи лікування захворювання, від якого страждають понад 40% дорослих американців.
«Нам відомі сотні варіантів генів, що частіше зустрічаються у людей, які страждають від зайвої ваги. Але “частіше зустрічаються” не означає, що саме вони є причиною ожиріння. Ця невизначеність досі була основною перешкодою на шляху застосування даних генетики до лікування та профілактики цієї недуги. Щоб встановити, які саме гени зумовлюють ожиріння, ми розробили автоматизований метод, який дозволив одночасно тестувати роль сотень генів у розвитку ожиріння. За результатами дослідження ми виявили більше десятка із них, які викликають ожиріння, і три, які йому запобігають, – розповіла Ейлін О’Рурк, головна авторка дослідження, біологиня Центру серцево-судинних досліджень ім. Роберта М. Берна Університету Вірджинії. – Ми сподіваємося, що цей підхід та ідентифіковані нами гени прискорять розроблення методів, які дозволять зменшити тягар ожиріння».
Дослідження команди О’Рурк проливає світло на складні взаємозв’язки між ожирінням, харчуванням та ДНК. У наш час ожиріння стало справжньою епідемією, спричиненою передусім висококалорійною дієтою та малорухливим способом життя. Але гени, які регулюють накопичення жиру і те, з якою швидкістю організм спалює калорії, теж відіграють суттєву роль у розвитку цього захворювання. Якщо ідентифікувати гени, які перетворюють зайві калорії на жир, можна спробувати інактивувати їх за допомогою ліків і, як наслідок, роз’єднати надмірне харчування та ожиріння.
Генетики визначити вже сотні генів, які пов’язані з ожирінням, тобто частіше зустрічаються у людей, які страждають на цю недугу, як порівняти з людьми зі здоровою масою тіла. Завдання, яке поставили перед собою дослідники, полягало у тому, щоб визначити, які з-поміж них відіграють роль причини, що безпосередньо сприяє збільшенню ваги або ж, навпаки, запобігає їй. Для цього О'Рурк та її команда дослідили круглих нематод виду C. elegans. Ці крихітні хробаки полюбляють жити в рослинах, які гниють, і харчуються мікробами, причому вони мають 70% спільних генів з людьми. Як і люди, вони хворіють на ожиріння, якщо споживають надмірну кількість цукру.
Ці організми принесли величезну користь для науки. Їх використовували для аналізу ефектів кількох дуже поширених ліків, зокрема антидепресанту прозаку та цукрознижувального препарату метформіну. За останніх двадцять років три Нобелівських премії з фізіології та медицини отримали науковці за відкриття клітинних процесів, які вперше описали саме у цих черв’яків і які, як стало згодом зрозуміло, виявилися критично важливими для розуміння розвитку таких захворювань, як рак та нейродегенерація. Вони також зіграли фундаментальну роль під час розроблення терапій на основі РНК.
У новому дослідженні, опублікованому в журналі PLOS Genetics, О'Рурк та її співавтори використали C. elegans для перевірки 293 генів на те, які із них викликають або запобігають ожирінню. Для цього дослідники викликали ожиріння у піддослідних нематод, яких розділили на дві групи: одна отримувала регулярне харчування, а інша – дієту з високим вмістом фруктози.
За допомогою кількох наукових методів, зокрема машинного навчання, учені ідентифікували чотирнадцять генів, які викликають ожиріння, і три, які запобігають йому. Цікаво, що блокування трьох генів з-поміж тих, які викликають ожиріння, також призвело до збільшення тривалості життя нематод та покращення їхньої нервово-рухової функції. Саме такі переваги сподіваються отримати від ліків від ожиріння.
Блокування дії одного з цих генів у лабораторних мишей теж запобігло збільшенню у них ваги, а також дозволило знизити рівень цукру у їхній крові й покращити чутливість до інсуліну. Ці результати є добрим індикатором того, що аналогічні результати будуть і в людей.
Scientists discover 14 genes that cause obesity
ScienceDaily, 1/10/2021
Зреферував Є. Л.
Оригінал дослідження:
Wenfan Ke, Jordan N. Reed, Chenyu Yang, Noel Higgason, Leila Rayyan, Carolina Wählby, Anne E. Carpenter, Mete Civelek, Eyleen J. O’Rourke
Genes in human obesity loci are causal obesity genes in C. elegans
PLOS Genetics, 2021; 17 (9)
02.11.2021