Фермент LSD1 регулирует дифференцировку типов мышечных волокон

Все клетки регулируют экспрессию генов, связанных с метаболизмом, и адаптируются к изменениям окружающей среды. Нормальные клетки производят энергию с помощью митохондриального метаболизма при обилии кислорода и гликолиза — при его нехватке. Механизмы этих изменений до конца не изучены.

Группа исследователей из Университета Кумамото (Япония) изучает роль деметилазного фермента LSD1 в регуляции энергетического метаболизма:

• В 2012 году они впервые показали, что LSD1 подавляет активность генов митохондриального метаболизма в адипоцитах, что ведет к накоплению жира и ожирению (Nature Communications).
• В 2015 году было обнаружено, что LSD1 подавляет митохондриальный метаболизм в раковых клетках и способствует гликолизу даже в присутствии кислорода (Cancer Research).

В новой работе ученые исследовали роль LSD1 в скелетных мышцах, которые выступают в организме как метаболический орган:

• Быстрые мышцы используют гликолиз.
• Медленные мышцы — митохондриальный метаболизм.

Используя мышечные клетки-предшественники мышей (C2C12), исследователи обнаружили, что LSD1 подавляет экспрессию как генов митохондриального метаболизма, так и генов медленных мышц, которые с ними协同ствуют. LSD1 накапливается в соответствующих участках генома, подавляя функцию генов.

Ключевое открытие: гормон глюкокортикоид (основной регулятор метаболизма) способствует деградации LSD1, снижая количество этого белка.

• При наличии LSD1 миобласты дифференцируются в быстрые мышечные волокна.
• При подавлении LSD1 глюкокортикоидом — в медленные мышечные волокна.

Таким образом, впервые показана связь между гормоном глюкокортикоидом и ферментом LSD1 в контроле типа мышечных волокон. Сочетание глюкокортикоида и LSD1 усиливает функцию генов, связанных с метаболизмом и медленным типом мышц.

Вывод: LSD1 координированно контролирует дифференцировку скелетных мышц и метаболизм под действием гормонов, реагирующих на среду. Это играет важную роль в метаболизме скелетных мышц.

Перспективы: Понимание этого механизма может быть полезно для разработки новых методов контроля и профилактики дисфункции скелетных мышц, связанной со старением, ожирением и диабетом, особенно в контексте возрастной потери мышечной массы (саркопении).

Исследование было опубликовано в журнале Nucleic Acids Research 29 марта 2018 года.