Исследование на плодовых мушках раскрывает генетические механизмы восприятия пищевого сахара

Ученые из Хельсинкского университета идентифицировали регуляторную сеть восприятия сахара, состоящую из нескольких генов. Нарушение регуляции этой сети приводит к серьезным сбоям в энергетическом метаболизме. Новое понимание, полученное в этом исследовании, может также помочь в изучении метаболических заболеваний человека, таких как диабет.

Изменения в потреблении питательных веществ требуют корректировки энергетического метаболизма у животных. Для этого существуют механизмы мониторинга нутриентного статуса — пути восприятия питательных веществ. Они реагируют на изменения уровней сахаров, липидов и аминокислот и контролируют метаболизм для поддержания гомеостаза.

Потребление сахара активирует гормональные механизмы (например, секрецию инсулина), но его уровень также отслеживается внутриклеточными сенсорами сахара. Один из таких сенсоров — транскрипционный фактор Mondo-Mlx.

Исследовательская группа под руководством Вилле Хиетакангаса, изучая плодовую мушку Drosophila melanogaster, обнаружила, что сенсор сахара Mondo-Mlx действует как главный регулятор обширной сахар-чувствительной регуляторной сети.

«Сенсор сахара Mondo-Mlx регулирует большинство сахар-чувствительных генов в нескольких тканях. Помимо контроля метаболических генов, он также управляет другими регуляторными генами, включая иные транскрипционные факторы, такие как Sugarbabe, а также гормонами, участвующими в метаболической регуляции», — говорит Вилле Хиетакангас.

Результаты также проливают новый свет на исследования метаболических заболеваний человека. Совместно с группой доктора Самули Рипатти было показано, что многие гены-мишени Mondo-Mlx ассоциированы с уровнем триглицеридов в крови у людей. Повышенный уровень триглицеридов в крови увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Группа Хиетакангаса годами занимается фундаментальными исследованиями метаболической регуляции на модели Drosophila.

«Личинки Drosophila — отличная модель для изучения генетических механизмов восприятия питательных веществ, потому что они постоянно едят, а их метаболические гены очень похожи на человеческие. Кроме того, генами дрозофилы легко манипулировать», — говорит Эсси Хавула, первый соавтор исследования.

В предыдущих работах группа уже показала, что потеря функции Mondo-Mlx приводит к тяжелой непереносимости сахара.

«Личинки, лишенные гена mlx, погибают, если их кормить пищей, содержащей сахар. Подобная непереносимость сахара наблюдалась и у мутантных мышей. Это говорит о том, что функция Mondo-Mlx хорошо сохранилась в ходе эволюции, что является сильным указанием на её важность», — говорит Вилле Хиетакангас.