Группа исследователей, возглавляемая Митчеллом Лазаром, доктором медицины, директором Института диабета, ожирения и метаболизма Медицинской школы Пенсильванского университета, обнаружила ключевое молекулярное партнерство, которое координирует ритмы тела и метаболизм.
Лазар и его коллеги, в том числе первый автор исследования, докторантка ветеринарной медицины Пенн Тереза Аленгхат, изучали белок NCoR, который модулирует реакцию организма на метаболические гормоны. Они создали у мышей мутацию, которая не позволяет NCoR работать с ферментом, который обычно является его партнером, HDAC3. Эти животные показали изменения в экспрессии часов и метаболических генов, были более стройными, более чувствительными к инсулину и имели разные циклы сна и бодрствования, чем контрольные.
Роль партнерства NCoR-HDAC3 в регулировании внутренних часов организма ранее была неизвестна. HDAC3 – это фермент, который влияет на экспрессию гена, связываясь с рецепторами в ядре клетки, чтобы повлиять на активность гена, но не путем прямого изменения ДНК. Полученные данные свидетельствуют о том, что HDAC через NCoR контролирует внутренние часы организма и, следовательно, метаболизм посредством этого эпигенетического изменения. Их результаты сообщаются в выпуске журнала Nature за эту неделю.
"В борьбе с эпидемиями ожирения и диабета нарушение NCoR и его фермента-партнера может стать новым ценным оружием," говорит Лазарь.
Большинство физиологических процессов повторяются каждый день и ночь, и наиболее известным из этих циркадных ритмов является цикл сна и бодрствования. Ненормальный режим сна, например, у сменных рабочих, может быть фактором риска метаболических нарушений, таких как ожирение и диабет. "Эти заболевания достигли масштабов эпидемии, поэтому ученые срочно пытаются понять связь между биологическими ритмами и метаболизмом," отмечает Лазарь.
Суточный ритм мышей с нарушенным молекулярным партнерством сократился почти на полчаса. Со временем это привело к смещению суточного ритма.
Мыши также были стройнее (не набирали столько веса, когда сидели на диете с высоким содержанием жиров), и они были защищены от развития резистентности к действию инсулина, что является признаком наиболее распространенной формы диабета у людей. Экспрессия нескольких метаболических генов также была изменена у модифицированных мышей.
"Молекулярное партнерство регулирует действие гормонов, а также гены часов, которые координируют циркадные ритмы," говорит Лазарь. "Удивительно, что, несмотря на ненормальный цикл сна и бодрствования, который, как можно было предположить, вызовет метаболические проблемы, мыши на самом деле были метаболически более здоровыми.
"Однако это открытие не означает, что люди должны начать менять свой режим сна, потому что это действительно свидетельство того, что существует координация между метаболизмом и циркадной активностью, включая сон," предостерегает Лазарь. "Дело не в том, что мыши спят меньше, а в том, что их цикл сна сдвинут по сравнению с мышами, которых поддерживают нормальный цикл сна-бодрствования."
Источник: Пенсильванский университет