Grase zboară Societatea Max Planck

Oamenii de știință ai lui Max Planck identifică „gena obezității” conservată evolutiv în musca fructului Drosophila

Depozitarea controlată a grăsimii corporale în perioadele de exces de hrană și mobilizarea acesteia în perioadele de foame este o proprietate de bază a tuturor ființelor vii. Dacă această reglementare este perturbată, apar supraponderalitatea patologică și obezitatea. Oamenii de știință de la Institutul Max Planck pentru Chimie Biofizică au căutat în mod sistematic „genele obezității” în musca fructelor: peste 200 dintre genele lor sunt reglementate în funcție de starea nutrițională, inclusiv așa-numita genă brummer, pe care o consideră o grăsime de stocare necunoscută anterior. - ar putea identifica enzima de scindare. Dacă această genă lipsește, obezitatea apare în zbor; dacă gena este hiperactivă, aceasta duce la muște slabe. Deoarece această genă are un omolog om, este evident că este implicată și în obezitate la om. Musca este, prin urmare, destul de potrivită pentru modelarea aspectelor terapeutice ale obezității (Cell Metabolism, 11 mai 2005).

Lipaza conservată din punct de vedere evolutiv, Brummer, este un regulator central al depozitării grăsimilor în musca fructului Drosophila. (A) Fluorescent Brummer: proteină de fuziune EGFP (verde) asociată cu suprafața picăturilor de stocare a grăsimilor (roșii) în celulele adipoase ale muștei. (B) Activitatea genei brummer reglează cantitatea de grăsime corporală din zbor. Muștele cu activitate crescută de bâzâit sunt slabe. În schimb, muștele fără activitate în plină expansiune acumulează exces de grăsime. (C-E) Modificarea corespunzătoare a numărului și dimensiunii picăturilor de depozitare a grăsimii (roșii) în celulele adipoase individuale ale (C) muștelor normale, (D) muștelor slabe cu hiperactivitate brummer și (E) mutanții brummer obezi (scara 20 micrometri).

Excesul de greutate și obezitatea (obezitatea) au fost mult timp marginalizate ca probleme pentru indivizii din societățile occidentale bogate. Potrivit estimărilor OMS, numărul persoanelor supraponderale este acum de 1 miliard la nivel mondial, inclusiv 300 de milioane de persoane obeze morbid. Obezitatea este asociată cu un număr mare de boli grave, uneori cronice, cum ar fi diabetul, tratamentul cărora va pune probleme fără precedent pentru asistența medicală în multe țări în viitor.

Fără îndoială, aprovizionarea (supra) cu alimente bogate în energie, întărită de o activitate fizică scăzută, este factorul decisiv care determină răspândirea pandemiei de obezitate. Pe de altă parte, boala se bazează pe o predispoziție genetică puternică la care contribuie un număr mare de gene. Cercetările privind sistemele de cultură a celulelor umane și modelele de mamifere au identificat deja „gene ale obezității” individuale, dar lista nu este completă, iar mecanismele de reglare ale acțiunii acestor gene nu sunt adesea încă înțelese.

Obezitatea este consecința patologică a unei defecțiuni a așa-numitei homeostazii energetice, o rețea complexă de reglementare care permite stocarea controlată a grăsimii corporale în perioade de exces de hrană și mobilizarea acesteia în perioadele de foame. Necesitatea menținerii continue a echilibrului energetic al corpului nu este limitată la oameni sau mamifere, ci este o proprietate universală a tuturor animalelor. Acest lucru ridică problema măsurii în care genele și mecanismele de reglare ale homeostaziei energetice sunt conservate în evoluție.

Grupul de proiect „Fiziologie moleculară” condus de Dr. Ronald Kühnlein din cadrul Departamentului de Biologie Moleculară a Dezvoltării (Director: Prof. Dr. Herbert Jäckle) la Göttingen MPI pentru Chimie Biofizică, examinează diferențele determinate genetic în conținutul de grăsime corporală din sistemul model Drosophila. Deși nu există diferențe evidente între grăsime și subțire la muștele fructelor, conținutul de grăsime din muștele grase poate fi de 15 ori mai mare decât cel al omologilor lor slabi. Anchetele anterioare efectuate de grupul de proiect pe o genă de muscă numită Lsd-2, o rudă a perilipinei „genei obezității” mamiferelor, au dat primele indicații despre conservarea funcțională a reglării stocării grăsimilor între insecte și mamifere [1].

În numărul curent al revistei Metabolismul celular [2] oamenii de știință prezintă acum rezultatul unei căutări sistematice a noilor „gene ale obezității” în zbor. Peste 200 de gene din Drosophila sunt reglementate în funcție de starea nutrițională. Funcția unui sfert dintre ei este până acum necunoscută, inclusiv așa-numitul bâzâi (bmm) -Gene. Cercetătorii identifică proteina Brummer ca membru al unei noi familii de enzime de depozitare a grăsimilor de depozitare (lipiazele triazilgliceride) care se asociază cu picăturile de depozitare a grăsimii intracelulare din țesutul adipos al muștei. Lipsa bâzâi provoacă obezitate în Drosophila, în timp ce supraactivarea genei duce la muște slabe (vezi fig.).

Caracterizarea funcțională a bâzâi-Genele in vivo nu numai că extinde semnificativ înțelegerea reglementării stocării grăsimii corporale la insecte. Existența enzimei asociate cu Brummer ATGL (adipocite trigliceride lipaza) în celulele de stocare a grăsimilor la mamifere sugerează că această familie de gene joacă un rol central, conservat evolutiv, în reglarea conținutului de grăsime corporală la animale. Acest lucru deschide perspectiva studierii aspectelor mecaniciste și terapeutice ale obezității în sistemul model accesibil genetic și molecular al mustei fructelor.