A Harvard Közlöny

Az elhízáshoz vezető út feltérképezése

Haladás az elhízás terén

Egészség és orvostudomány

Az epigenomika felfedezése új információkat hoz létre a zsírsejtekről

Bonnie Prescott BIDMC Communications

Dátum: 2010. október 14, 2019. május 29

Felkapott

Ismét tisztán látva

Fauci szerint az állomány immunitása eséssel lehetséges, 2021 végére a „normalitás”

Rochelle Walensky a CDC vezetésére

Költözés a Tudományos és Mérnöki Komplexumba pandémiás szünet után

2020 Rhodes, Mitchell tudósok elnevezve

A zsírsejtekben a hiszton módosításainak „térképének” elkészítésével a kutatók két új tényezőt fedeztek fel, amelyek szabályozzák a zsírképződést, ami kulcsfontosságú lépés az elhízás, a cukorbetegség és más anyagcserezavarok jobb megértése felé vezető úton. A Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) és a Harvard Broad Institute és az MIT nyomozóinak vezetésével a tanulmány a Cell folyóirat októberi számában jelenik meg.

"Ezek a megállapítások segítenek bemutatni az epigenomikus feltérképezés erejét, amikor a zsírsejtek képződésével kapcsolatos kulcsfontosságú betekintést kell megismerni" - magyarázza az idősebb szerző, Evan Rosen, a BIDMC Endokrinológiai, Cukorbetegség és Metabolizmus Tanszékének kutatója és a Harvard orvostudományi docense. Orvosi Iskola (HMS). A zsírsejtek, más néven adipociták, szerves szerepet játszanak az anyagcsere szabályozásában a lipid- és glükózegyensúly szabályozásával.

Annak érdekében, hogy jobban megértsék, hogyan ellenőrzik az adipociták az e sejtek speciális funkcióit átadó géneket, a kutatók az epigenomika, és különösen a hiszton-módosításként ismert epigenomika karja felé fordultak.

"A dezoxiribonukleinsav [DNS] szorosan feltekeredik a hisztonoknak nevezett fehérjék köré, amelyek idővel kémiai módosításokat vagy" nyomokat "halmozhatnak fel" - magyarázza Rosen. "Ezek a jelek arra utasítják a sejtet, hogy mely géneket kell be- és kikapcsolni, és ezeknek a módosításoknak a feltérképezésével olyan fontos felismerésekre tehetünk szert, amelyek hagyományos eszközökkel nem érhetők el."

A korábbi vizsgálatokkal ellentétben, amelyek a zsírsejteket egyetlen statikus időpontban vizsgálták, ez az új tanulmány több hiszton-módosítást térképezett fel a zsírsejtek fejlődése során, a kromatin immunprecipitációnak nevezett technikával, amelyet masszívan párhuzamos szekvenálás követett, vagy ChIP-Seq. Ez a módszer azon a képességen alapul, hogy több tízmillió rövid DNS-szakaszt (ebben az esetben a módosított hisztonokhoz kötött DNS-t) szekvenálhat, majd az eredményeket koherens genommá állíthatja össze. Amellett, hogy ezeket a hiszton markereket folyamatosan figyelemmel kísérték, a tudósok a fajokat is feltérképezték.

"Vizsgálatunk mind az egérsejteket, mind az emberi sejteket megvizsgálta" - magyarázza Rosen. „Ez kulcsfontosságú, mert minden sejttípus felhalmozhatja a hiszton jeleket, amelyeknek valójában semmi közük a zsírsejtek differenciálódásához. Következésképpen két különböző sejtmodell összehasonlításával át tudtuk szitálni és összpontosítani tudtuk azokat az epigenetikai jeleket, amelyek mindkét sejttípusban megjelentek. "

Kiderült, hogy a hiszton módosítások alapvető halmaza képezte a tudósok által követendő „útiterv” alapját. Ennek az új térképnek a segítségével a kutatók két transzkripciós faktort fedeztek fel (fehérjék, amelyek szabályozzák a DNS RNS-be történő másolását), amelyek szabályozzák a zsírsejtek képződését.

"Két új transzkripciós faktort - SRF és PLZF - találtunk a zsírsejtek fejlődésében" - magyarázza Rosen. "Lényegében bemutattuk, hogyan lehet egy epigenomikus ütemtervet használni a biológia azonosítására, amelyet más módon nem lehetett megjósolni." A későbbi kísérletek megerősítették a fehérjék szerepét a zsírsejtek fejlődésében: Amikor az SRF vagy a PLZF fehérje csökkent, a zsírsejtek gyorsabban képződtek, és fordítva, amikor az egyik fehérje mennyisége megnőtt, a zsírsejtek fejlődése leállt.

"Bár ezek a tanulmányok a zsírsejtek fejlesztésére összpontosítottak, okunk van azt gondolni, hogy az SRF és a PLZF részt vehet az érett zsírsejtek működésében is" - jegyzi meg Rosen, hozzátéve, hogy ezek az új eredmények tehát hatással lehet az anyagcsere-betegségekre, például az elhízásra és a 2-es típusú cukorbetegségre.

"Az elhízás és az anyagcsere-betegségek óriási költségei mind egészségügyi, mind pénzügyi szempontból egyre fontosabbá teszik az adipocita-biológiát" - teszi hozzá. „Ezekkel az új megállapításokkal most jobban megértjük a zsírsejtek normális fejlődését, és a továbbiakban összehasonlíthatjuk a normális zsírsejteket a betegség állapotában lévő zsírsejtekkel. Ha jobban megértjük, hogy a zsírsejtek miért viselkednek úgy, ahogy viselkednek, akkor dolgozhatunk az elhízás vagy a cukorbetegség kezelésének kidolgozásán. "

A tanulmány első szerzői Zhao Xu a BIDMC-től és Tarjei Mikkelsen a Harvard Broad Institute-tól és az MIT-től. Társszerzők: a Széles Intézet nyomozói, Xiaolan Zhang, Li Wang és Eric Lander; és Jeffrey Gimble, a Penningtoni Orvostudományi Kutatóközpont, Louisiana University System.