Мыши с отключённым геном, помогающим превращать углеводы в жир, остаются стройными на высокоуглеводной диете
Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли определили ген, играющий ключевую роль в процессе превращения пищевых углеводов в жир. В новом исследовании они отключили этот ген у мышей, и у них было меньше жира, чем у обычных мышей, несмотря на диету, эквивалентную «шведскому столу» из пасты.
Исследование, которое будет опубликовано 20 марта в журнале Cell, показывает, что ген DNA-PK потенциально может играть роль в профилактике ожирения, связанного с избыточным потреблением углеводов.
DNA-PK (DNA-dependent protein kinase) уже был объектом исследований, так как помогает восстанавливать разрывы в ДНК. Его подавление использовали для усиления действия противораковой терапии. Его роль в синтезе жира стала неожиданностью.
«Оказалось, что DNA-PK критически важен для метаболического процесса, который мы пытались понять 20 лет», — сказала Хей Сук Сул, руководитель исследования. «Мы впервые связали DNA-PK с сигнальным путём, участвующим в образовании жира из углеводов в печени».
После еды уровень глюкозы в крови повышается, что вызывает секрецию инсулина. Глюкоза в печени, не использованная для энергии, превращается в жирные кислоты. Было известно, что инсулин активирует белок PP1 в клетках печени, а фактор USF необходим для активации генов вроде FAS, превращающей глюкозу в жирные кислоты.
Связь между PP1 и USF оставалась загадкой, пока аспирант Роджер Х. Ф. Вонг не обнаружил с помощью протеомного секвенирования, что DNA-PK, регулируемый PP1, контролирует активацию USF и последующее превращение глюкозы в жир.
«Недостающим звеном был DNA-PK», — сказал Вонг. «Это помогает объяснить, почему нелеченые диабетики 1-го типа, которые не могут вырабатывать инсулин, могут сильно терять в весе. У них проблемы с производством жира».
Исследователи проверили роль гена на мышах, которых кормили диетой с 70% углеводов и без жира. Половина мышей имела отключённый ген DNA-PK.
«Мыши с отключённым DNA-PK были стройнее и имели на 40% меньше жира по сравнению с контрольной группой из-за неспособности превращать углеводы в жир», — сказал Вонг. «Нокаутные мыши были устойчивы к ожирению, вызванному углеводами, и имели более низкий уровень липидов в плазме, что может снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний. Этот ген может служить потенциальной фармакологической мишенью для профилактики ожирения».
Исследователи подчеркнули, что многие источники углеводов (фрукты, овощи, бобовые, цельнозерновые продукты) важны для питания.
«Надеемся, что это исследование однажды поможет людям есть хлеб, пасту и рис, не беспокоясь о лишнем весе», — сказал Вонг.
Это исследование — часть работы лаборатории Сул по изучению молекулярных механизмов синтеза жирных кислот, создания и хранения жира. Ранее они опубликовали работы о молекуле Pref-1, блокирующей создание жировых клеток (Cell Metabolism), и ферменте AdPLA, критическом для расщепления жира (Nature Medicine). Данная работа в Cell описывает самый первый шаг синтеза жира — его создание из углеводов.