Az újonnan talált „takarékos” genetikai variáns befolyásolja a szamoai elhízást

A szamoák világszerte vezető elhízási aránya egy újabb jelenség, amelyet nagyban befolyásol a földgömb gyors váltása a kalóriadús, feldolgozott élelmiszerek és a mozgásszegényebb életmód felé.

Egy új tanulmány szerint azonban a szamoaiak csaknem fele rendelkezik újonnan azonosított és jelentős genetikai változattal, amely hozzájárul az elhízás kockázatához; egy olyan változat, amelyet addig nem fedeztek fel, amíg a kutatók a szigetek populációjára összpontosítottak. A laboratóriumi sejtmodellekben ez a "takarékos" variáns elősegítette a több zsír hatékonyabb tárolását.

"Egy nem ismert gén egy korábban ismeretlen genetikai változata szorosan kapcsolódik a testtömeg-index (BMI) szintjéhez és más adipozitási intézkedésekhez szamoa férfiaknál és nőknél, akiket 2010-ben tanulmányoztunk" - mondta Stephen McGarvey, a Nature Genetics és a Science megfelelő cikkének szerzője. professzor a Brown Egyetem Közegészségügyi Iskolájában. Míg a változat segít megmagyarázni, hogy a szamoai férfiak 80 százaléka és a szamoa nők 91 százaléka miért volt túlsúlyos vagy elhízott 2010-ben, szerinte ez korántsem domináns tényező.

"Bár találtunk egy ésszerű biológiai mechanizmussal rendelkező genetikai változatot, ez a genetikai variáns csak egy része a szamoaiak körében a magas BMI és az elhízás számos okának" - mondta.

McGarvey a Pittsburghi Egyetem, a Cincinnati Egyetem és a Yale Egyetem munkatársainak, valamint a szamoa kormánytisztviselőknek a vizsgálatával készült. A csapat egyetlen genetikai variánst mutatott ki az 5. kromoszómán, amely a kutatók becslése szerint mintegy 35 százalékkal nagyobb valószínűséggel jár elhízással szemben, ha nincs génváltozat.

Míg ez a megnövekedett kockázat sokkal nagyobb, mint bármely más ismert közös BMI-kockázati variáns, összességében ez csak a szamoaiak BMI-változásának csak körülbelül 2 százalékát magyarázza. Fontosak egyéb tényezők, mint például az étrend, a fizikai aktivitás, a korai életkor táplálkozása és növekedése, és ezeknek a génváltozat összefüggésében az elhízásra gyakorolt hatásait a jövőbeni tanulmányokban vizsgálják - mondta McGarvey.

A szigetekről érkező emberek több független mintájában, amelyek az 1990-es évek óta összesen több mint 5000 egyént vizsgáltak, az önkéntesek 7% -ának volt két példánya a mutációról, további 38% -uknak pedig egy példánya volt. A vizsgálatban részt vevő szamoaiak további 55 százalékának nem volt változata.

Azok, akiknek ez volt, nagyobb valószínűséggel magasabb BMI-vel rendelkeztek, mint azok, akiknek ez nem volt meg. Ugyanakkor a változattal rendelkezőknél kisebb eséllyel alakult ki 2-es típusú cukorbetegség. Mindazonáltal a szamoák a világon a legmagasabb arányban rendelkeznek ezzel a feltétellel.

Eközben a változat gyakorlatilag nem létezik az afrikai és az európai populációkban, mondta McGarvey, és csak nagyon alacsony gyakorisággal van jelen a kelet-ázsiaiak körében.

Változat ellenőrzése

A vérmintákból származó testméréseket, a szív- és érrendszeri és az anyagcsere-egészségügyi mutatókat 2010-ben Szamoa 33 falvában élő résztvevőktől gyűjtötték össze egy helyszíni csapat, amelyet Nicola Hawley vezetett, aki korábban Brown volt, és jelenleg a Yale Egyetem adjunktusa. A vérmintákat a falvak rögtönzött laboratóriumaiban dolgozták fel, és a Cincinnati Egyetemre szállították, ahol DNS-t nyertek ki. Ott a DNS-mintákat (más néven genotipizálva) közel 1 millió génvariánson tesztelték minden ember teljes genomjában, több mint 3000 szamoai felnőttnél. Ranjan Deka, a szamoai genetikai epidemiológiai vizsgálatokban McGarvey-val régóta együttműködő munkatársa, Guangyun Sun vezette a munkát.

Ryan Minster és Daniel Weeks statisztikai genetikusok a Pittsburgh-i Egyetem Közegészségügyi Egyetemén végzett elemzéseket a genotípus információ felhasználásával elemezték, hogy az egész genomban olyan jeleket keressenek, amelyek szerint genetikai variánsok társulhatnak a BMI-vel. Megállapították, hogy az 5-ös kromoszóma egyik régiója erősen társult. A csapat pontosabb DNS-szekvenálás, imputálás (genotípus-előrejelzés) és utólagos genotipizálási módszerek felhasználásával fúrta le a régiót a 2010-es mintában és McGarvey korábbi szamoai tanulmányainak replikációs mintáiban. Meghatározták a CREBRF génben az "rs373863828" nevű "missense" mutációt, mint a magasabb BMI-vel társuló változatot. A csapat megállapítása szerint a mutáció hatása az volt, hogy a gén kódja meghatározza a fehérje glutamin aminosavat, amikor a nem mutált gén normál esetben megadja az arginint.

De a csapatnak meg kellett határoznia azokat a biológiai mechanizmusokat, amelyek felelősek lehetnek a BMI-vel való genetikai társulásért.

Megkeresték Urban Zsolt, a Pittsburghi Egyetem molekuláris genetikusát és Erin Kershaw endokrinológust, akik az egér zsírsejtjeinek laboratóriumi modelljével határozták meg, mi történik, amikor az új missense mutációt bevitték a zsírsejtekbe. A Chi-Ting Su mellett megállapították, hogy a missense mutációnak kitett zsírsejtek több zsírt raktároznak, és ezt hatékonyabban, kevesebb energiát felhasználva. Sőt, a variáns éppúgy megvédte a sejteket az éhezés okozta halál ellen, mint a gén közös változata.

Evolúciós hipotézis

Az eredmények evolúciós történetre utalnak - mondta McGarvey -, amelyhez sokkal több régészeti, antropológiai és biológiai bizonyítékra van szükség. De a hipotézis így hangzik:

A legkorábbi szamoaiak jelentős élelmiszer-bizonytalansággal szembesülhettek a Csendes-óceán déli szigeteire hajózva és letelepítve. Akik rendelkeztek ezzel a génváltozattal, talán hatékonyabban tudták kinyerni és tárolni az energiát a rendelkezésre álló élelmiszerekből. Ez oda vezethetett, hogy a természetes szelekció azoknak kedvez, akik ezt a "takarékos" génváltozatot hordozták, mondta McGarvey, és számot vethetett a variáns figyelemre méltó gyakoriságával a korabeli szamoaiaknál.

Miután a modern kényelem, mint a gépjárművek és a magas kalóriatartalmú ételek elterjedtek a szamoai körben, ők, mint sok ember szerte a világon, hajlamosabbak az elhízásra. A hipotézis szerint az a ritka genetikai variáns, amely régóta segítette őket az élelmiszerhiány elviselésében, némileg súlyosbíthatja a BMI-t egy nagyon eltérő életmódban.

"200 évvel ezelőtt a szamoaiak nem voltak elhízottak" - jegyezte meg. "A gén nem változott ilyen gyorsan - a táplálkozási környezet változott ilyen gyorsan."

Az egyik megállapítás, amelyet a Pittsburghi Egyetem Weeks vezetett, az, hogy a kromoszóma régió genetikai variánsának mintája, amely magában foglalja a felfedezett génváltozatot, összhangban van azzal, amelyet evolúciós szempontból kiválasztottak az ókori szamoák közül.

Függetlenül attól, hogy mi történt, McGarvey határozottan óvatosságra intette a változat felfedezését, ami azt jelentené, hogy az elhízás valahogy elkerülhetetlen a szamoaiak számára. Legfeljebb kissé megnövekedett kockázatot jelenthet, ha sok más tényező, például az étrend és a fizikai aktivitás játszik szerepet.

"Ne vedd ezt úgy, hogy" szamoai vagy, elhízott vagy "- mondta McGarvey. "Nem gondoljuk, hogy ez igaz. Nincs bizonyítékunk arra, hogy ez a helyzet. Az egészséges táplálkozás és a fizikai aktivitás továbbra is kulcsfontosságú az egészséges testsúly megőrzéséhez."