Неправильне регулювання епігенетики та ожиріння або епігенетика Ще одна важлива частина головоломки ожиріння
Сайед Хайдер
У 2016 році Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) підрахувала, що 1,9 мільярда осіб старше 18 років мають надлишкову вагу, що складає приблизно третину світового населення. Ожиріння визначається наявністю ненормального або надмірного жиру, який представляє надмірний ризик для здоров'я людини. Отже, ожиріння є фактором ризику таких захворювань, як серцево-судинні захворювання, діабет та рак. Медичні працівники та органи світових організацій, такі як ВООЗ, підкреслюють, що ожиріння можна запобігти. Таким чином, було проведено значні дослідження, щоб зрозуміти причини пандемії.
Фото Siora Photography on Unsplash
Вживану їжу, зокрема, висококалорійну дієту, часто називають одним із основних факторів збільшення частоти ожиріння. Відсутність балансу між споживаною їжею та витратами енергії накладається, що призводить до глобальної пандемії.
Однак дієта - це не єдиний чинник, задіяний. Протягом багатьох років багаточисельні генетичні дослідження, такі як моногенні дослідження близнюків, дослідження усиновлення, на додаток до фундаментальних наукових досліджень на тваринних моделях дозволили з'ясувати причинні гени, які при мутації виявляли раннє ожиріння. Ці гени, такі як лептин, рецептор лептину та нейротрофічний фактор, що походить від мозку, якщо згадати декілька, відомі як регулятори метаболічних процесів і, таким чином, очікується, що вони відіграють роль у ожирінні.
Залишились питання щодо кількісного впливу генетичних факторів та дієти, яка впливає на ожиріння. В даний час ідентифіковані гени пояснюють приблизно десять відсотків ризику ожиріння, і хоча роль навколишнього середовища дещо вища, відсутність спадковості ожиріння свідчить про те, що більшість факторів та впливів, що пояснюють ожиріння, неможливо пояснити виключно за допомогою генетики та дієти.
В останні роки епігенетичні дослідження запропонували розуміння механістичних молекулярних пояснень, які значно покращили наше розуміння ожиріння. Епігенетика визначається як спадкові зміни в генетичних варіаціях, які не пояснюються змінами самого генетичного матеріалу. Епігенетичні механізми включають зміни метилювання ДНК, модифікацію гістонів та некодуючу РНК (ncRNA), кожна з яких, як було показано, бере участь у ожирінні.
Метилювання ДНК
Метилювання ДНК - один із багатьох способів регулювання експресії генів. Експресія гена відноситься до активності гена. При активації гени виробляють РНК - процес, відомий як транскрипція, який з часом виробляє білки, які виконують функції, що перебувають у потоці. Однак експресія гена схожа на циферблат, який ген може бути експресований у широкому діапазоні рівнів. Деякі гени експресуються дуже високо, інші - на дуже низькому рівні. Метилювання ДНК відіграє певну роль у експресії генів, оскільки коли метилюється ДНК, механізм, відповідальний за ініціацію експресії генів, не може зв'язуватися, і гени стають неактивними.
У мишей колір шерсті мишей регулюється геном агуті, який з мутацією призводить до мишей з жовтою шерстю. Продукт гена агуті може також контролювати ген меланхолічного 4-рецептора (MC4R), який, як відомо, викликає ожиріння при мутації. Дослідники кафедри радіаційної онкології Університету Дюка годували мишей фолієвою дієтою, яка, як відомо, регулює метилювання ДНК. Вони виявили, що дієта надає захисний ефект, що перешкоджає мутантному MC4R викликати ожиріння, підкреслюючи важливість метилювання ДНК у регулюванні ожиріння.
Дослідники підкреслюють, що модифікація метилювання, індукована фолієвою дієтою, транскрипційно замовчує ген агуті, перешкоджаючи виробленню функціонального білка агуті. Як результат, мутантний ген MC4R не був транскрибований і таким чином став інактивованим, що призвело до мишей із нормальною вагою. Доліной заявляє, що ця "епігенетична регуляція служить сполучною ланкою між природою та живленням", де вплив навколишнього середовища може взаємодіяти з епігеномом, впливаючи на фенотип.