A Research Triangle új kutatása szerint az ankyrin-B nevű gén – amelyet amerikaiak milliói hordoznak – variánsai okozhatják, hogy az emberek önhibájukon kívül felszednek kilókat.
A tanulmány, amelyet egereken végeztek, azt mutatja, hogy a génváltozat hatására a zsírsejtek a normálisnál gyorsabban szívják magukba a glükózt, több mint kétszeresére növelve méretüket. Ha az egyenlethez hozzáadódik az öregedő anyagcsere vagy a magas zsírtartalmú étrend, az elhízás szinte elkerülhetetlenné válik.
“Ezt hibátlan elhízásnak nevezzük” – mondta Dr. Vann Bennett, a tanulmány vezető szerzője és a Duke Egyetem Orvosi Karának George Barth Geller biokémiaprofesszora.
“Úgy gondoljuk, hogy ez a gén segíthetett őseinknek energiát tárolni az éhínség idején. A jelenlegi időkben, amikor az élelmiszer bőséges, az ankyrin-B változatok táplálhatják az elhízás járványát.”
Az eredmények a november 13-i héten jelennek meg a Proceedings of the National Academy of Sciences című folyóiratban.
Bennett több mint harminc évvel ezelőtt fedezte fel az ankyrin-B fehérjét. Minden testi szövetben jelen van, és horgonyként működik, fontos fehérjéket kötve a sejtmembrán belsejéhez. Bennett és más kutatók az ankyrin-B hibáit számos emberi betegséggel hozták összefüggésbe, beleértve az autizmust, az izomdisztrófiát, az öregedést, a cukorbetegséget és a szabálytalan szívverést.
Néhány évvel ezelőtt Jane Healey, a Bennett laboratóriumában dolgozó MD/PhD hallgató észrevette, hogy az ankyrin-B mutációi által okozott szívritmuszavarban szenvedő egerek kövérebbek, mint vad típusú alomtársaik. Hogy kiderítse, miért, olyan egérmodelleket hozott létre, amelyek a gén néhány gyakori emberi változatát hordozták.
Damaris Lorenzo, Ph.D., a laboratórium akkori posztdoktori munkatársa azt találta, hogy ezek az egerek gyorsan elhíztak, kalóriáik nagy részét a zsírszövetben zárták el, ahelyett, hogy más szövetekbe küldték volna, hogy energiaként elégessék. Ezeket az eredményeket 2015-ben publikálták a Journal of Clinical Investigation című folyóiratban.
“A probléma az, hogy még mindig nem tudtuk, hogyan működik ez a gén” – mondta Bennett. “A szakmában elterjedt az a nézet, hogy az elhízás nagy része az étvágyra és az agyban található étvágyszabályozó központokra vezethető vissza. De mi van, ha nem minden a fejünkben van?”
A kérdés tanulmányozásához Lorenzo, aki jelenleg a Chapel Hill-i Észak-Karolinai Egyetem sejtbiológia és fiziológia adjunktusa, kutatócsoportjával teljesen kiiktatta az ankyrin-B gént egerek zsírszövetében.
Megismételtek sok olyan kísérletet, amelyeket a korábbi egérmodelleken végeztek, amelyek az ankyrin-B mutáns változatait hordozták az egész testükben. A korábbiakhoz hasonlóan a knock-out egerek is meghíztak, és energiatároló fehér zsírsejtjeik mérete megduplázódott — annak ellenére, hogy ugyanannyit ettek és mozogtak, mint a normál egerek. Ráadásul a súlygyarapodás fokozódott, ahogy az egerek öregedtek vagy magas zsírtartalmú étrenddel etették őket.
“Hamar rájöttünk, hogy a zsírsejtekben megnövekedett lipidfelhalmozódás “átterjedt” a májra és az izmokra” – mondta Lorenzo. “A zsír abnormális felhalmozódása ezekben a szövetekben gyulladáshoz és az inzulinra adott válasz zavarához vezetett, ami a II. típusú cukorbetegség egyik jellemzője. Az események hasonló kaszkádja az, ami gyakran lejátszódik az emberekben, és ezért lehet az elhízás olyan káros az egészségünkre” – mondta Lorenzo.”
Miután számos biokémiai kísérletet végzett, Lorenzo kimutatta, hogy az ankyrin-B kiiktatása vagy mutációja megváltoztatta a Glut4, a glükóz zsírsejtekbe való bejutását lehetővé tevő fehérje dinamikáját. Ennek eredményeként a zsilipkapuk gyakorlatilag megnyíltak, és a glükóz a normálisnál gyorsabban áramlott a sejtekbe.
Lorenzo kíváncsi volt, hogy ugyanez a mechanizmus igaz-e az ankyrin-B más ismert emberi mutációira is. Az ankyrin-B variánsait a kaukázusiak 1,3%-a és az afroamerikaiak 8,4%-a hordozza, ami csak az Egyesült Államokban több millió embert jelent. Lorenzo ezeket a variánsokat hordozó zsírsejteket tenyésztett, és azt találta, hogy azok is nagyobb arányban szívják fel a glükózt. Úgy tűnik, hogy a betegség a zsírszövetből ered, bár valószínűleg a szervezetben máshol is hat.
“Azt találtuk, hogy az egerek elhízhatnak anélkül, hogy többet ennének, és hogy van egy mögöttes sejtszintű mechanizmus, amely megmagyarázza a súlygyarapodást” – mondta Bennett. “Ez a gén lehetővé teheti számunkra, hogy azonosítsuk a veszélyeztetett egyéneket, akiknek figyelniük kellene, hogy milyen kalóriákat esznek, és többet kellene mozogniuk, hogy testsúlyukat kordában tartsák.”
De először Bennett szerint a laboratóriumi eredményeiket meg kell erősíteni az általános populációban. Ehhez a kutatóknak azonosítaniuk kell az ankyrin-B variánsokkal rendelkező egyéneket, majd értékelniük kell a családi előzményeket, a magasságot és a testsúlyt, valamint a jellemző élettani tulajdonságokat és a glükóz-anyagcserét, hogy meghatározzák ezeknek a variánsoknak az emberi egészségre gyakorolt hatását.