Zistenie príčin obezity Inštitút Maxa Plancka pre biofyzikálnu chémiu
Vedci objavili nový regulátor ukladania bunkového tuku
Príliš veľa tuku v tkanive tela môže viesť k vážnym zdravotným následkom, ako je cukrovka alebo vysoký krvný tlak. Vedci z Max Planckovho inštitútu pre biofyzikálnu chémiu v Göttingene a National Institutes of Health (Bethesda, USA) teraz objavili proteínový komplex, ktorý podľa všetkého hrá rozhodujúcu úlohu pri odbúravaní telesného tuku. (PLOS Biology, 25. novembra 2008).
Živé veci si zabezpečujú prežitie okrem iného aj kontrolovaným ukladaním tukov v čase nadmerného množstva potravy. Ten je dočasne uložený v bunke v malých kvapkách lipidov a v čase hladu sa môže znova mobilizovať. Ak je narušená regulácia hromadenia tuku a jeho odbúravania, výsledkom je patologická nadváha a obezita.
Bunky drosophila, v ktorých je DNA zafarbená na modro a akumulačný tuk je zafarbená na zeleno. Ošetrením pomocou interferencie RNA (RNAi) proti regulačným génom hromadenia a odbúravania tukov (horný rad: COPI, dolný rad: proteín lipidových kvapiek) je možné obsah tuku zvýšiť (horný rad) alebo znížiť (dolný rad). Bolo identifikovaných asi 500 génov, ktoré zmenili obsah tuku v bunkách.
Obezita už dávno prestala byť len problémom západných bohatých spoločností, ale ovplyvňuje čoraz väčší počet ľudí na celom svete. Jedným z rozhodujúcich faktorov vedúcich k obezite je nepochybne nadmerný prísun vysokoenergetických potravín v kombinácii s malým pohybom. Ale aj napriek podobnému životnému štýlu sa prírastok hmotnosti môže u každého človeka líšiť. Čoraz viac vedeckých štúdií teraz poukazuje aj na silnú genetickú predispozíciu. Je to založené na komplexnej súhre mnohých génov, z ktorých nie všetky sú známe.
Systematický skríning v genóme mušky
Medzinárodnému tímu vedcov vedenému Mathiasom Bellerom z Max Planckovho inštitútu pre biofyzikálnu chémiu v Göttingene a Carole Sztalrydovou a Brianom Oliverom z National Institutes of Health (Bethesda, USA) sa teraz podarilo identifikovať veľké množstvo nových génov v ovocnej muške, ktoré sú v Regulujte tvorbu a odbúravanie tukov v závislosti na výživovom stave hmyzu. Vedci za týmto účelom uskutočňovali systematické skríning genómu ovocnej mušky Drosophila melanogaster pomocou technológie RNA interference (RNAi). Krátke RNA sa viažu na komplementárne úseky transkriptov génov a bránia tak ich čítaniu a použitiu na produkciu proteínov. Týmto spôsobom sa dajú takpovediac utlmiť jednotlivé gény.
Aj keď tu zjavne nie sú nijaké silné alebo tenké ovocné mušky, obsah telesného tuku v tukoch môže byť 15-krát vyšší ako v chudých vzorkách. Vedci našli pomocou systematického vyhľadávania okolo 500 nových kandidátov, ktorých funkcia je takmer tretina stále neznáma.
Nedostatok bielkovín spôsobuje zastavenie spaľovania a spaľovania tukov
„Úplne prekvapivým spôsobom sme identifikovali aj proteínový komplex COPI, ktorý preberá kľúčovú úlohu v úplne inom, životne dôležitom procese v bunke, v intracelulárnom transporte proteínov a lipidov,“ vysvetľuje vývojový biológ z Göttingenu Mathias Beller. Zatiaľ nie je jasné, či COPI (Coat Protein Complex) interaguje priamo s lipidovými kvapôčkami. „Naše výsledky silne naznačujú, že COPI môže pôsobiť na povrch lipidových kvapôčok a regulovať ich proteínové zloženie.“
Ak vedci vypli komplex COPI, ktorý sa skladá z najmenej siedmich proteínov, chýbal najmä jeden hráč v asociácii proteínov na lipidových kvapkách, ATGL (adipose tryglyceride lipase). So smrteľnými následkami pre organizmus: Ak chýba ATGL, nie je možné odbúravať nadbytočné tukové zásoby a využívať ich ako zdroj energie. Podľa modelu vedcov mohol COPI získavať a aktivovať ATGL pomocou zatiaľ neznámeho mechanizmu, a tým podporovať jeho väzbu na povrch lipidových kvapiek.
Nové výsledky sa neobmedzujú iba na poznávanie obezity u mušiek. Ako vedci zistili, COPI má zjavne veľmi podobnú funkciu v myších bunkách - a teda pravdepodobne aj v ľudských bunkách. Zdá sa, že to neplatí iba pre COPI, ale aj pre ďalších novo identifikovaných kandidátov. "Naším cieľom je teraz nájsť molekuly, s ktorými môžeme špecificky zasahovať do interakcie medzi COPI a ATGL. Tie by mohli v budúcnosti otvoriť nové terapeutické možnosti liečby obezity a nadváhy," hovorí Beller.