Команда ученых под руководством Майкла Ортхофера из института молекулярной биотехнологии при Австрийской академии наук (IMBA) проанализировала генетическую базу данных эстонского биобанка, в который входят 47 102 "метаболически здоровых худых" человека в возрасте от 20 до 44 лет.
Задача была в том, чтобы идентифицировать ген "худобы". Результаты работы опубликованы в журнале Cell.
"Этот ген есть примерно у 1% населения", - говорит ведущий автор работы Джозеф Пеннингер. - Они могут есть много и все, что хотят, и при этом не набирают вес".
Для таких счастливчиков стройность - это не результат правильного питания, занятий спортом или "постоянных приседаний", а генетическая данность.
"Многие изучают ожирение и его генетику, - сказал Пеннингер. - Мы решили изучить худобу".
Эстонский биобанк оказался идеальным для исследования, поскольку в нем представлены широкий возрастной диапазон и данные о фенотипе. Ученые сравнивали образцы ДНК и клинические данные здоровых худых людей, чей индекс массы тела в долгосрочной перспективе был ниже 18 (соответствует пониженному весу), с данными у участников исследования с нормальным или избыточным весом.
Результат оказался впечатляющим: были обнаружены генетические вариации, уникальные для худых людей, - мутация в гене ALK (anaplastic lymphoma kinase - ген киназы анапластической лимфомы). Выяснилось, что подавление синтеза гена ALK увеличивает скорость сжигания жира и гарантирует поддержание низкой массы тела.
Науке известно, что ген ALK часто мутирует при нескольких типах рака, таких как рак легких и нейробластома. "ALK широко изучался в контексте рака, но вне этого контекста о биологической роли этого гена известно мало", - говорит Ортхофер.
Как показала работа, частичная последовательность гена ALK была непропорционально деактивирована у очень худых участников исследования. Это позволило предположить, что ген ALK может влиять на обмен веществ и массу тела.
Ученые провели дополнительные эксперименты с мышами. Они специально деактивировали ген ALK у некоторых животных и с самого рождения кормили их нормальной пищей. Когда мыши с удаленным ALK выросли, оказалось, что масса их тела и процент жира были значительно ниже, чем у грызунов из контрольной группы, хотя мыши с удаленным геном ALK ели столько же, сколько их сверстники, и столько же двигались. Этот эффект был еще более выражен при диете с высоким содержанием жиров: через несколько недель, сообщают исследователи, разница в жировых отложениях составила 50%. Более тщательный анализ показал, что блокирование гена ALK у мышей приводит к увеличению свободных жирных кислот в плазме крови, что указывает на повышенное сжигание жира. Кроме того, ученые также обнаружили доказательства того, что в жировых тканях животных все чаще обнаруживается гормон норадреналин, важный для метаболизма жиров.
По словам Ортхофера, эти результаты свидетельствуют о том, что ген ALK играет важную роль в метаболизме и что его дезактивация способствует сжиганию жира: "Вот почему животные остаются худыми даже при диете с высоким содержанием жиров".
Тем не менее, как показали дальнейшие исследования, отключение этого гена в жировых тканях, в печени или в иммунной системе не оказывало никакого изменения на вес грызунов. "Однако, когда мы специально деактивировали ALK в области гипоталамуса, мы наблюдали такое же снижение веса, как и у животных, у которых ALK был отключен по всему телу, - утверждает Ортхофер. - Это интересно, потому что гипоталамус является центральной точкой координации метаболизма и регулирует сжигание жира с помощью норадреналина".
По мнению авторов работы, открытие может помочь в разработке новых препаратов от ожирения. "Наше исследование показывает, что ген ALK, который экспрессируется в мозге, отвечает за регуляцию метаболизма и расход энергии, - заключает Пеннингер. - Ингибирование гена ALK могло бы стать новым терапевтическим вариантом для предотвращения ожирения".
