Štíhly, ale plný: Bol objavený molekulárny prepínač pre zdravý metabolizmus

Vedci z Leibnizovho inštitútu pre výskum starnutia (FLI) v Jene a ERIBA v holandskom Groningene objavili mechanizmus, ktorým proteínový komplex mTORC1 riadi metabolizmus: To poskytuje základ pre vývoj nových terapeutických prístupov proti obezite a príbuzným chorobám.

Proteínový komplex mTORC1 reguluje metabolizmus v bunkách. Ak je aktivovaný, stimuluje sa metabolizmus a podporuje sa nová tvorba a ukladanie bielkovín a tukov. Vedci z Leibnizovho inštitútu pre výskum starnutia (FLI) v Jene a ERIBA v holandskom Groningene objavili mechanizmus, ktorým mTORC1 riadi metabolizmus: Kontroluje génový prepínač C/EBPβ, ktorý sa môže vyskytnúť v krátkom a dlhom variante. Ak je tvorba krátkej verzie potlačená, výsledkom je zdravší metabolizmus so zníženou telesnou hmotnosťou a zlepšenou citlivosťou na inzulín; možným východiskom pre liečbu obezity a cukrovky 2. typu

Komplex aktivovaných bielkovín s anabolickým účinkom

Proteínový komplex mTORC1 (cicavčí cieľ rapamycínu 1) je centrálnym bodom spínania pre reguláciu metabolizmu v bunke. Jeho činnosť je riadená prísunom živín a rastovými signálmi. Keď sa aktivuje proteínový komplex, stimuluje sa metabolizmus budovania tela (anabolický), tj. Tvorba nových bunkových materiálov, ako sú bielkoviny a tuky. Aktivácia a prenos signálu mTORC1 sú preto dôležité a preto prísne kontrolované procesy pre funkciu tela.

Účinky na zdravie podporujúce inhibíciu mTORC1

Hyperaktivácia mTORC1, ktorá je vyvolaná napríklad nadmerným príjmom potravy, preto hrá dôležitú úlohu pri vzniku obezity a príbuzných chorôb, ako je cukrovka 2. typu. Na druhej strane sa inhibícia mTORC1 považuje za dôležitý faktor pre zdraviu prospešné účinky kalorického obmedzenia, ktoré u mnohých druhov zvierat (dokonca aj u cicavcov) predlžuje životnosť.

Kvôli tejto centrálnej funkcii metabolizmu je signálna cesta mTORC1 predmetom vedy už niekoľko rokov. Vedci z Inštitútu pre výskum starnutia Jeny Leibniz - Fritz Lipmann Institute eV (FLI) a Európskeho výskumného ústavu pre biológiu starnutia (ERIBA) v holandskom Groningene zistili, ako mTORC1 reguluje metabolizmus a ich výsledky sú teraz v publikované v renomovanom obchodnom časopise EMBO Reports.

Modifikovaný génový prepínač

„Zatiaľ čo procesy aktivácie mTORC1 výživnými látkami sú už pomerne dobre pochopené, doposiaľ sa vie len málo o tom, ako mTORC1 riadi metabolizmus,“ uvádza profesor Cornelis Calkhoven, bývalý vedúci výskumnej skupiny spoločnosti FLI, ktorý sa pred dvoma rokmi presťahoval do skupiny ERIBA. Dôležitou funkciou mTORC1 je stimulácia translácie mRNA, čo je ústredný krok v génovej expresii, ktorý vedie k syntéze proteínov.

„Teraz sme identifikovali faktor, ktorý je riadený mTORC1 na tejto úrovni regulácie,“ pokračuje Calkhoven. Tento faktor, nazývaný C/EBPβ, sám účinkuje ako génový regulátor, to znamená, že riadi expresiu mnohých génov, ktoré sú dôležité pre funkciu metabolizmu. V bunke existujú dva varianty C/EBPβ: dlhý variant funguje ako génový aktivátor, zatiaľ čo krátky variant inhibuje génovú expresiu.

So zvýšenou citlivosťou na inzulín

„Naše výsledky výskumu ukazujú, že mTORC1 špecificky podporuje vývoj krátkeho variantu C/EBPβ,“ uvádza Dr. Christine Müller, ktorá tiež pracovala v spoločnosti FLI a prešla do skupiny ERIBA so skupinou Calkhoven Group. V myšom modeli boli vedci schopní preukázať, že mutácia v géne C/EBPβ môže zabrániť tvorbe krátkeho variantu C/EBPβ, aj keď je mTORC1 aktivovaný. „Je zaujímavé, že tieto myši majú v porovnaní s kontrolnou skupinou oveľa zdravší metabolizmus.

Znižuje sa ich telesná hmotnosť a množstvo tuku uloženého v tukovom tkanive, “zdôrazňuje Dr. Laura Zidek, postdoktorka na FLI, výsledky. U týchto myší sa tiež výrazne znižuje ukladanie tuku v iných orgánoch, ako sú pečeň, srdce a svaly, ktoré sa považuje za zdraviu škodlivé. Okrem toho majú výrazne zvýšenú citlivosť na inzulín, čo naznačuje veľmi zdravý metabolizmus cukrov.

Zdravý metabolizmus

„Tieto pozorované zmeny v metabolizme sú veľmi podobné zmenám, ktoré sú typické pre myši po kalorickej reštrikcii,“ vysvetľuje Calkhoven. „U myší s modifikovaným génom C/EBPβ sa tento pozitívny účinok na metabolizmus dosahuje bez obmedzenia príjmu živín,“ zdôrazňujú vedci. „Si štíhla, ale plná.“