Наш организм следует естественному 24-часовому циклу, известному как циркадный ритм, который влияет на всё: от сна до обмена веществ. Хотя учёным давно известно, что определённые основные гены циркадных часов помогают регулировать эти ритмы, новое исследование, проведённое учёными из Медицинского колледжа Бейлора, показывает, что существует дополнительный уровень регуляции: диета взаимодействует с генетической структурой человека, влияя на суточную активность генов в печени, особенно тех, которые связаны с метаболизмом жиров.
Эти результаты, опубликованные в журнале Cell Metabolism, раскрывают ранее недооцененный временной аспект взаимодействия генетики и окружающей среды в регуляции липидного обмена, имеющий значение для индивидуальных различий в восприимчивости к заболеваниям, связанным с ожирением, и персонализированной хронотерапии или согласования медицинских вмешательств с естественными циркадными ритмами организма.
«Наше исследование позволяет по-новому взглянуть на вопрос: «Почему некоторые люди легче набирают вес или у них развиваются проблемы с печенью, а другие — нет, даже если они придерживаются схожего рациона питания?», — говорит соавтор исследования Дунъинь Гуань.
«Мы обнаружили, что индивидуальные генетические различия влияют на время активации генов печени в ответ на пищу», — сказал соавтор исследования Ин Чэнь. «Гены и рацион питания совместно формируют суточный ритм печени, что, в свою очередь, может влиять на переработку и хранение жиров».
Исследователи изучили образцы печени человека и двух линий мышей с разным генетическим фоном. Они изучили, как гены печени активируются и деактивируются в течение дня, и как это меняется при кормлении мышей пищей с высоким содержанием жиров.
Чтобы изучить молекулярные механизмы, лежащие в основе этого взаимодействия диеты и генетики, группа также изучила трёхмерные взаимодействия между участками ДНК. Они исследовали, как «энхансеры» (гены, усиливающие активность генов) взаимодействуют с «промоторами», запускающими активность генов, в зависимости от времени.
Гуань и его коллеги обнаружили, что генетическая вариабельность влияет на суточную активность генов как у людей, так и у мышей. У людей тысячи генов проявляли ритмическую активность только у людей с определёнными вариантами генов.
«Мы также обнаружили, что диета меняет ритм экспрессии генов в печени мышей, но по-разному для разных генов», — сказал соавтор исследования Дишу Чжоу. «Когда мышей кормили пищей с высоким содержанием жиров, активность генов печени менялась, но не для всех генов одинаково. Некоторые гены сохраняли свой ритм, некоторые его теряли, а некоторые восстанавливали».
Примечательно, что генетика и питание совместно контролируют более 80% взаимодействий между энхансерами и промоторами ритмов. «Мы идентифицировали ген ESRR? как неканонический регулятор биологических часов, то есть он не входит в основное семейство генов циркадных часов, но всё же играет важную роль в регуляции суточных ритмов», — сказал Гуань. «У мышей, у которых отсутствовал ESRR?, многие из этих ритмических связей в печени были утрачены, а также наблюдалось нарушение жирового обмена».
Результаты показывают, что метаболизм жиров зависит от времени и генов. У мышей с разным генетическим фоном размер жировых капель в печени менялся в течение дня, но только у мышей с активным ESRR?. Это говорит о том, что индивидуальная генетическая структура может влиять не только на то, как организм перерабатывает жир, но и на то, когда это происходит.
В этом исследовании основное внимание уделялось печени и жировому обмену, но авторы предполагают, что те же принципы могут применяться и к другим органам и заболеваниям. Результаты не только позволяют лучше понять ежедневные изменения метаболизма, но и подтверждают возможность персонализированной хронотерапии — адаптации времени приема пищи или графика приема лекарств или других методов лечения на основе генетического профиля человека для оптимизации результатов лечения.
Иллюстрация к статье:
материал med2.ru
Загрузка...
