Обнаружив гены, ответственные за хранение жира в клетках, ученые Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна Университета Иешива ответили на один из самых фундаментальных вопросов биологии. Их выводы, опубликованные в «Раннем выпуске» 17–21 декабря журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, могут привести к новым стратегиям лечения ожирения и связанных с ним заболеваний.
Ученые ранее определили гены, ответственные за синтез жира в клетках. Но гены, управляющие следующим шагом – упаковка жира внутри слоя фосфолипидов и белков с образованием липидных капель – ищутся давно, и не зря.
«Хранение жира в липидных каплях имеет решающее значение для того, чтобы клетки могли использовать жир в качестве источника энергии», – говорит д-р. Дэвид Сильвер, доцент кафедры биохимии Эйнштейна и старший автор статьи. «От дрожжей до людей, разделение жира на капли – универсальная особенность среди животных. И, конечно же, у людей накопление чрезмерного количества этих жировых капель в нашей жировой ткани приводит к ожирению.”
Доктор. Сильвер и его коллеги определили два гена, которые имеют решающее значение для упаковки жира в липидные капли. Они назвали гены FIT1 и FIT2 (для индуцирующих жир транскриптов 1 и 2). Оба гена кодируют белки, длина которых превышает 200 аминокислот, и эти два гена на 50 процентов похожи друг на друга. Аминокислотные последовательности белков FIT не похожи на какие-либо другие известные белки, обнаруженные у каких-либо видов, что указывает на то, что гены FIT составляют новое семейство генов.
Исследователи провели несколько различных экспериментов, чтобы подтвердить роль FIT1 и FIT2 в хранении жира. В одном эксперименте они сверхэкспрессировали гены FIT1 и FIT2 (i.е., вставлены дополнительные их копии) в человеческие клетки. В то время как скорость синтеза жира оставалась одинаковой как в «сверхэкспрессированных», так и в контрольных клетках, количество липидных капель в «сверхэкспрессированных» клетках резко увеличилось, от четырех до шести раз.
Используя другую тактику для оценки функции FIT, исследователи затем «нокаутировали» FIT2 в жировых клетках мыши (FIT1 не экспрессируется в этих клетках). Их аргументация: если FIT2 действительно важен для образования липидных капель, то подавление экспрессии FIT2 должно устранить накопление липидных капель. Исследование этих жировых клеток на наличие липидных капель показало, что клетки с подавленной экспрессией FIT2 имели резкое снижение липидных капель.
Наконец, исследователи провели аналогичный эксперимент «нокаутирования» FIT2 на целом животном – рыбке данио. Яйцам рыбок данио вводили сегмент ДНК, предназначенный для вмешательства в экспрессию FIT2. Затем, чтобы вызвать образование липидных капель у личинок рыбок данио (где они локализуются в основном в печени и кишечнике), свободно плавающих шестидневных личинок кормили диетой с высоким содержанием жиров в течение шести часов. Хотя личинки демонстрировали нормальное пищевое поведение, исследование их печени и кишечника показало почти полное отсутствие липидных капель.
«Эти данные подтверждают наш вывод о том, что гены FIT необходимы для накопления липидных капель в клетках», – говорит д-р. Серебряный. «Теперь, когда мы определили гены и белки, которые они кодируют, появилась возможность разработать лекарства, которые могут регулировать их экспрессию или активность. Такие препараты могут оказаться чрезвычайно ценными не только для лечения основного результата накопления избыточного количества липидных капель – ожирения, но и для облегчения серьезных расстройств, возникающих в результате ожирения, включая диабет 2 типа и болезни сердца.”
Источник: Медицинский колледж Альберта Эйнштейна