O genă utilizată pentru a regla căldura corporală și depozitarea grăsimilor - industria medicală BW
Navigare principală
Echilibrul dintre generarea căldurii și stocarea energiei este reglementat în organism de gena THADA, așa cum au arătat cercetătorii de la Heidelberg. În experimentele pe animale, oprirea genei duce la consumul excesiv de alimente, obezitate și sensibilitate la frig. Pe măsură ce oamenii s-au răspândit în diferite zone climatice, THADA a fost expusă la o presiune ridicată de selecție prin adaptare evolutivă, ceea ce poate explica de ce predispoziția la obezitate este deosebit de răspândită în țările calde.
Obezitatea (Obezitatea) este o boală cronică complexă, în care aportul de hrană al organismului și consumul de energie sunt dezechilibrate. Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății (2015), peste 700 de milioane de oameni sunt afectați în întreaga lume. Costurile de sănătate și economice sunt enorme - în special datorită complicațiilor asociate obezității, cum ar fi diabetul de tip 2 și bolile cardiovasculare. Mâncarea și stilul de viață sunt, fără îndoială, factori importanți pentru răspândirea obezității pe tot globul - celebrul diabetolog australian Paul Zimmet a inventat sarcastic termenul de „coca-colonizare” pentru dieta populară, aproape mondială, de fast-food și suc de zahăr. Cu toate acestea, studii gemene și investigații epidemiologice la multe persoane arată că susceptibilitatea la obezitate este, de asemenea, determinată genetic în mare măsură. De exemplu, insulii din Pacific, aborigenii australieni și indienii americani sunt mai obezi decât cei de origine europeană sau din Asia de Est; în schimb, apare rar în popoarele indigene din Siberia sau Groenlanda.
Muștele fructelor ca model pentru obezitate
Rezistența la obezitate a populațiilor umane în climă rece, spre deosebire de susceptibilitatea crescută în țările calde, este explicată conform unei teorii comune ca o adaptare evolutivă la climă: un consum ridicat de energie este un avantaj împotriva frigului; este necesar pentru a genera căldură corporală (a se vedea articolul „De grăsime albă maro și brun-albă”). Pe de altă parte, un metabolism redus și astfel o producție mai mică de căldură reprezintă o adaptare la mediul cald; excesul de energie este apoi stocat sub formă de tampoane de grăsime. „Dacă este cazul”, spune prof. Dr. Aurelio Teleman de la Centrul German de Cercetare a Cancerului (DKFZ) din Heidelberg, „ar trebui să existe gene care să controleze echilibrul dintre producția de căldură și depozitarea grăsimilor. Și aceste gene ar trebui să difere în diferite persoane - în funcție de latitudine. "
Teleman și colegii săi au identificat acum o genă numită THADA, care reglează echilibrul dintre căldura corporală și depunerea grăsimilor. Oamenii de știință de la Heidelberg au folosit mușca fructelor ca un model model. Dacă ați eliminat această genă în muște, animalele îmbracă multă grăsime, au mâncat mai mult și în același timp au fost mai sensibile la frig decât muștele normale. „Deci grăsimea lor nu îi izolează și am putut demonstra că produc de fapt mai puțină căldură”, a raportat Alexandra Moraru, autorul principal al studiului publicat în revista „Developmental Cell”. După cum au arătat cercetătorii, proteina codificată de THADA reglează metabolismul energetic prin calea de semnalizare a calciului în celule prin atacarea enzimei membranare SERCA (sarco/ER Ca 2+ ATPaza) prin care ionii de calciu din citosol ajung în cisterne. a reticulului endoplasmatic. La muștele knock-out THADA, activitatea pompei de calciu este crescută dramatic. Prin limitarea experimentală a pompei de calciu, pierderea THADA a fost compensată, iar muștele au fost protejate de obezitate.
THADA la oameni
Teleman și echipa sa au putut, de asemenea, să demonstreze că gena THADA la oameni are aparent aceleași funcții ca și cea a muștei fructelor. La muștele knock-out THADA, obezitatea cauzată de eșecul genei ar putea fi compensată prin expresia genei THADA umane. Când THADA a fost oprit în celulele HeLa (celule tumorale umane în cultura celulară), nivelul de calciu din reticulul endoplasmatic a crescut - ca în zbor.
Gena THADA („adenom tiroidian asociat”) a fost descoperită pentru prima dată la om în 2003 în extinderi benigne ale glandei tiroide (care joacă un rol decisiv în reglarea metabolismului energetic și a nivelurilor de calciu din organism). În studiile genetice, aceasta a fost legată de un risc crescut de a dezvolta diabet de tip 2, lucru confirmat de noile descoperiri despre funcția sa. Conform analizelor secvenței ADN a persoanelor de diferite origini, localizarea genei THADA pe cromozomul 2 este una dintre zonele întregului genom care a fost modificat cel mai mult de SNP („polimorfisme cu nucleotide unice”).
O comparație cu genomul Neanderthal, care a fost, de asemenea, secvențiat între timp, arată că THADA este una dintre genele care au acumulat cele mai multe diferențe în evoluția oamenilor moderni. Din aceasta se poate concluziona că, după separarea Homo sapiens și neanderthalieni, ruda noastră cea mai apropiată, THADA a continuat să fie expusă unor puternice presiuni selective, care au continuat odată cu răspândirea oamenilor moderni pe tot globul. Oamenii din diferite zone climatice diferă deosebit de puternic în această genă. Predispoziția la obezitate patologică este răspândită în țările calde, iar modificările genei THADA oferă o explicație genetică moleculară convingătoare pentru legătura dintre adaptarea climatică și obezitate. Deoarece un metabolism redus de THADA poate ajuta la evitarea supraîncălzirii corpului. În combinație cu dieta noastră modernă, totuși, acest consum redus de energie duce rapid la obezitate.
THADA și cancer
Obezitatea nu numai că crește riscul de diabet de tip 2 și de boli cardiovasculare, ci reprezintă, de asemenea, un factor de risc important pentru multe boli de cancer. Prin urmare, un posibil rol al THADA în cancer este, de asemenea, în discuție. Oamenii de știință de la Școala de Medicină din Pittsburgh, SUA, au raportat recent modificări specifice ale genei THADA în cancerul tiroidian (ceea ce nu este atât de surprinzător având în vedere prima descriere a THADA în adenoamele tiroidiene). Defectele genei THADA au fost, de asemenea, legate de leucemie acută, cancer de prostată și de colon. Cu toate acestea, în cuvintele lui Teleman, nu este încă posibil să se spună „dacă această asociere se datorează influenței asupra THADA asupra metabolismului energetic sau dacă este legată de o funcție necunoscută anterior a genei”. Este posibil ca THADA să nu fie doar legătura moleculară dintre Transportul calciului, metabolismul lipidic și căldura corporală, dar și un punct de plecare pentru viitoarele intervenții medicale în cancer.