1.9 миллиардов человек во всем мире страдают лишним весом. Из них 650 миллионов человек страдают ожирением, что увеличивает риск вторичных заболеваний, таких как рак. Профессор Мартин Клингенспор и его команда из Технического университета Мюнхена (TUM) изучили, как метаболизм жиров влияет на здоровье. В сотрудничестве с Федеральной политехнической школой Лозанны (EPFL) команда обнаружила сеть генов, которые могут превращать жир, накапливающий энергию, в полезный жир, сжигающий калории.
Наши жировые клетки, технически называемые адипоцитами, играют важную роль в регулировании энергетического баланса в нашем организме. "Адипоциты являются не просто хранилищем энергии на время депривации, но они также выделяют гормоны в кровь, регулируя наш метаболизм, а также чувство голода и сытости через мозг и другие органы. Тем не менее, слишком много хорошего причиняет вред," сказал профессор Клингенспор, заведующий кафедрой молекулярного питания в Центре TUM Else Kröner-Fresenius.
У людей есть разные типы жировой ткани, которые можно разделить на категории по цвету. Белые жировые клетки в первую очередь отвечают за хранение энергии. Коричневые и бежевые жировые клетки могут преобразовывать питательную энергию в тепло. Этот процесс называется термогенезом без дрожи – принцип, который маленькие млекопитающие и новорожденные люди используют для поддержания стабильной температуры тела.
Наличие и активность коричневых и бежевых жировых клеток у разных людей различаются. Есть данные, свидетельствующие о том, что люди с большим количеством термогенных жировых клеток имеют более низкий риск развития ожирения и связанных с ним метаболических нарушений. Рост бежевых жировых клеток в белой жировой ткани может иметь особую пользу для здоровья.
Поджаристость белого жира обусловлена генетически
"Мы хотим понять, как развиваются термогенные жировые клетки и, следовательно, как бежевые жировые клетки растут внутри белой жировой ткани," сказал Клингенспор. К "поджаривание" белая жировая ткань, орган, накапливающий энергию, может быть частично преобразован в орган, рассеивающий энергию, тем самым улучшая метаболическое здоровье.
Развитие бежевых жировых клеток контролируется до сих пор неизвестной генетической программой. Штаммы мышей с различным генетическим фоном сильно различаются по способности окрашивать белую жировую ткань в коричневый цвет. "Систематически сравнивая жировые клетки этих разных линий мышей, мы смогли обнаружить, какие гены или регуляторы могут объяснять различия в дифференцировке бежевых клеток – другими словами, рост бежевых жировых клеток," сказал Клингенспор.
Новые возможности благодаря транскриптомике и сетевому анализу
Посредством секвенирования всех транскриптов клетки с использованием технологии секвенирования нового поколения все активности генов во всем геноме могут быть зарегистрированы в мгновенном снимке. Для текущего исследования совместная команда TUM / EPFL провела сравнительный анализ транскриптомики жировых клеток генетически дивергентных линий мышей. Исследование выходит за рамки других работ в этой области в том, что оно не только определяет важные индивидуальные факторы, но и связывает их друг с другом в молекулярной сети.
С помощью этого подхода команда представила систематический обзор сети внутренних регуляторных механизмов клетки, которые представляют собой основной принцип развития бежевых жировых клеток, что сделало их первой группой ученых, добившейся этого.
"Теперь мы получили уникальное представление о генетической архитектуре, управляющей молекулярными механизмами развития бежевых жировых клеток. То, что нам удалось подтвердить на клеточной культуре, можно изучить in vivo в качестве следующего шага," сказал Клингенспор.