Длительное употребление слишком большого количества калорийной и жирной пищи приводит к избыточному весу. За этим тривиальным утверждением скрывается чрезвычайно сложная регуляция липидного обмена. Вместе с коллегами из Японии ученые из Института исследований сердца и легких им. Макса Планка в Бад-Наухайме обнаружили, что ген Sirt7 играет центральную роль в энергетическом обмене. Несмотря на употребление в пищу продуктов с высоким содержанием жиров, генетически модифицированные мыши, у которых отсутствует этот ген, сохраняют нормальный вес.
Продовольствие не всегда было доступно в таком избытке, как сегодня в западных обществах. Напротив, наш метаболизм был настроен на оптимальное использование энергии, так как люди на протяжении тысячелетий должны были тщательно распределять свои калории. Таким образом, образование и истощение жировых отложений как запасов энергии подлежит сложному регулированию. Ряд регуляторов участвует в метаболизме липидов в печени с целью накопления избыточной энергии и ее повторного использования при необходимости.
Работая в сотрудничестве с коллегами из университетов Сендай и Кумамото в Японии, ученые из Института исследований сердца и легких им. Макса Планка в Бад-Наухайме определили белок из группы сиртуинов, который играет важную роль в использовании энергии в данном контексте. диеты с высоким содержанием жиров и отвечает за образование жировых отложений. Сиртуины известны как группа белков с широким спектром биологических функций.
Исследователи провели свои тесты на мышах, у которых отсутствует сиртуин, известный как SIRT7. Этих мышей с нокаутом Sirt7 и не-генетически модифицированных животных кормили гранулами с особенно высоким содержанием жира в течение нескольких месяцев. "Мы установили, что мыши с нокаутом Sirt7 прибавили в весе значительно меньше, чем контрольная группа. Напротив, они сохранили нормальный вес," говорит Ева Бобер, ученый из MPI. Более того, по сравнению с не-генетически модифицированными мышами, у этих животных были более низкие уровни триглицеридов и холестерина в печени и нормальный уровень инсулина. "Все указывало на то, что животные, лишенные SIRT7, лучше перерабатывали избыток энергии в пище и не накапливали патологических жировых отложений," говорит Бобер.
Чтобы исследовать молекулярные процессы, лежащие в основе этого наблюдения, ученые изучили активность генов клеток печени. В процессе выяснилось, что SIRT7 активирует экспрессию большого количества генов метаболизма липидов. В клетках печени мышей без SIRT7 этот ген остается в основном неактивированным, и в результате образуется меньше жировых отложений.
"Мы также обнаружили второй механизм," говорит Бобер. "SIRT7 также ингибирует деградацию некоторых белков. Поскольку в этом случае они активны дольше, эти белки также вносят больший вклад в накопление энергии, чем предполагалось на самом деле." И наоборот, если SIRT7 отсутствует, эти белки расщепляются и образуется меньше жировых отложений.
Исследователи надеются, что их исследование станет основой для новых терапевтических подходов. "Теперь мы хотели бы изучить вещества, с помощью которых функция SIRT7 может быть намеренно подавлена. Мы хотим проверить, возникают ли те же эффекты, что наблюдаются у мышей, у которых отсутствует ген Sirt7," объясняет Бобер. Долгосрочная цель – разработка препарата, снижающего эффективность липидного обмена. Это позволит избежать лишнего веса.