Spoločnosť Fat Fly Max Planck Society

Vedci Maxa Plancka identifikujú evolučne konzervovaný „gén obezity“ u ovocnej mušky Drosophila

Riadené ukladanie telesného tuku v čase nadmerného množstva potravy a jeho mobilizácia v obdobiach hladu je základnou vlastnosťou všetkého živého. Ak dôjde k narušeniu tejto regulácie, objaví sa patologická nadváha a obezita. Vedci z Max Planckovho ústavu pre biofyzikálnu chémiu systematicky hľadali „gény obezity“ v ovocnej muške: Viac ako 200 ich génov je regulovaných v závislosti od stavu výživy, vrátane takzvaného brummer génu, ktorý považujú za predtým neznámy zásobný tuk. - dokáže identifikovať štiepiaci enzým. Ak tento gén chýba, u muchy sa vyskytuje obezita; ak je gén nadmerne aktívny, vedie to k chudým muchám. Pretože tento gén má ľudský náprotivok, je zrejmé, že sa tiež podieľa na obezite u ľudí. Mucha je preto celkom vhodná na modelovanie terapeutických aspektov obezity (Cell Metabolism, 11. mája 2005).

Evolučne konzervovaná lipáza Brummer je centrálnym regulátorom ukladania tuku v ovocnej muške Drosophila. (A) Fluorescent Brummer: EGFP fúzny proteín (zelený) spojený s povrchom kvapiek na ukladanie tuku (červený) v tukových bunkách mušky. (B) Aktivita brummer génu reguluje množstvo zásob tuku v tele. Muchy so zvýšenou bzučiacou aktivitou sú chudé. Naopak, muchy bez dunivej činnosti hromadia nadmerný tuk. (C-E) Zodpovedajúca zmena v počte a veľkosti kvapôčok na ukladanie tuku (červená) v jednotlivých tukových bunkových bunkách (C) normálnych mušiek, (D) štíhlych mušiek s nadmernou aktivitou a (E) obéznych mutantov vo veľkosti (20 mikrometrov).

Nadváha a obezita (obezita) boli dlho marginalizované ako problémy jednotlivcov v západných bohatých spoločnostiach. Podľa odhadov WHO je počet ľudí s nadváhou v súčasnosti na celom svete 1 miliarda, z toho 300 miliónov chorobne obéznych. Obezita je spojená s veľkým počtom závažných, niekedy chronických ochorení, ako je cukrovka, ktorých liečba bude v budúcnosti v mnohých krajinách predstavovať neznáme problémy pre systém zdravotnej starostlivosti.

Rozhodujúcim faktorom šírenia pandémie obezity je bezpochyby (nadmerný) prísun energeticky bohatých potravín podporený nízkou fyzickou aktivitou. Na druhej strane je choroba založená na silnej genetickej predispozícii, ku ktorej prispieva veľké množstvo génov. Výskum systémov kultivácie ľudských buniek a modelov cicavcov už identifikoval jednotlivé „gény obezity“, ale ich zoznam nie je úplný, ale regulačné mechanizmy pôsobenia týchto génov často ešte nie sú známe.

Obezita je patologickým dôsledkom poruchy takzvanej energetickej homeostázy, komplexnej regulačnej siete, ktorá umožňuje kontrolované ukladanie telesného tuku v čase nadmerného množstva potravy a jeho mobilizáciu v obdobiach hladu. Potreba neustáleho udržiavania energetickej rovnováhy tela sa neobmedzuje iba na ľudí alebo cicavce, ale je univerzálnou vlastnosťou všetkých zvierat. To vyvoláva otázku, do akej miery sú v evolúcii zachované gény a regulačné mechanizmy energetickej homeostázy.

Projektová skupina „Molekulárna fyziológia“ pod vedením Dr. Ronald Kühnlein z Oddelenia molekulárnej vývojovej biológie (riaditeľ: prof. Dr. Herbert Jäckle) na Göttingenskom MPI pre biofyzikálnu chémiu skúma v modelovom systéme geneticky podmienené rozdiely v obsahu tuku v tele. Drosophila. Aj keď v ovocných muškách nie sú zjavné rozdiely medzi tukom a chudnutím, obsah tuku v tukoch môže byť 15-krát vyšší ako v prípade ich štíhlych kolegov. Predchádzajúce výskumy projektovej skupiny týkajúce sa génu pre mušky nazývaného Lsd-2, príbuzného cicavčieho „génu pre obezitu“ perilipínu, poskytli prvé náznaky funkčnej konzervácie regulácie ukladania tuku medzi hmyzom a cicavcami [1].

V aktuálnom čísle časopisu Bunkový metabolizmus [2] vedci v súčasnosti prezentujú výsledok systematického hľadania nových „génov obezity“ za chodu. Vyše 200 génov z Drosophila sú regulované v závislosti od stavu výživy. Funkcia štvrtiny z nich je zatiaľ neznáma, vrátane tzv reptať (bmm) -Gén. Vedci identifikujú proteín Brummer ako člena novej rodiny zásobných enzýmov štiepiacich tuky (triazylglyceridové lipázy), ktoré sa spájajú s intracelulárnymi kvapkami ukladajúcimi tuk v tukovom tkanive mušky. Nezvestnosť reptať spôsobuje obezitu v Drosophila, zatiaľ čo nadmerná aktivácia génu vedie k chudým muchám (pozri obr.).

Funkčná charakteristika reptať-Gény in vivo nielen významne rozširuje chápanie regulácie ukladania telesného tuku u hmyzu. Existencia Brummerovho príbuzného enzýmu ATGL (adipocyt triglycerid lipáza) v tukových zásobných bunkách cicavcov naznačuje, že táto génová rodina hrá ústrednú, evolučne konzervovanú úlohu v regulácii obsahu telesného tuku zvierat. To otvára vyhliadky na štúdium mechanistických a terapeutických aspektov obezity v geneticky a molekulárne prístupnom modelovom systéme ovocnej mušky.