Genetika a strava spolupracují na utváření denních rytmů metabolismu tuku

Naše těla sledují přirozený 24hodinový cyklus známý jako cirkadiánní rytmus, který ovlivňuje vše od spánku po metabolismus. Zatímco vědci již dlouho vědí, že některé jádrové cirkadiánní geny hodin pomáhají regulovat tyto rytmy, nová studie vedená vědci na Baylor College of Medicine ukazuje, že existuje další vrstva regulace – strava interaguje s genetickým make -upem jednotlivce, což ovlivňuje denní vzorce genové aktivity v játrech, zejména ty, které se vztahují k metabolismu tuku.

Tato zjištění, zveřejněná v Metabolismus buněkOdhalte dříve podceňovaný časový aspekt interakcí mezi genetikou a životním prostředím při regulaci metabolismu lipidů s důsledky pro individuální změny v citlivosti na onemocnění spojené s obezitou a personalizovanou chronoterapií nebo zarovnání lékařských intervencí s přirozeným cirkadiánským cirkadiánským rytmům těla.

Naše studie poskytuje nové poznatky o otázce: „Proč někteří lidé přibývají na váze snadněji nebo vyvíjejí problémy s jatery, zatímco jiní ne, i když jedí podobné stravy?“ “

Dr. Dongyin Guan, odpovídající autor, docent profesora medicíny-endokrinologie a molekulární a buněčné biologie v Bayloru

Guan je také členem Baylor’s Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center.

„Zjistili jsme, že individuální genetické rozdíly ovlivňují načasování genové aktivity v játrech v reakci na jídlo,“ řekl spoluvě první autor Dr. Ying Chen, postdoktorand v Guan Lab. „Geny a strava spolupracují na utváření denního rytmu jater, což zase může ovlivnit to, jak jsou tuky zpracovávány a skladovány.“

Vědci studovali jak vzorky lidských jater, tak dva kmeny myší s různým genetickým pozadím. Podívali se na to, jak se geny v játrech zapínají a vypínají po celý den a jak se to mění, když jsou myši krmeny dietou s vysokým obsahem tuku.

Pro prozkoumání základních molekulárních mechanismů této spolupráce mezi stravou a genetikou tým také zkoumal 3D interakce mezi oblastmi DNA. Zkoumali, jak „enhancery“, což jsou geny, které zvyšují genovou aktivitu, se spojují s „promotory“, které začínají genovou aktivitu, časově závislým způsobem.

Guan a jeho kolegové zjistili, že genetická variace přispívá k denním vzorcům genové aktivity u lidí i myší. U lidí tisíce genů vykazovaly rytmickou aktivitu pouze u lidí se specifickými varianty genu.

„Zjistili jsme také, že strava mění rytmus exprese genu v játrech myší, ale odlišně u různých genů,“ řekl spolu-první autor Dishu Zhou, výzkumný asistent v laboratoři Guan. „Když byly myši krmeny dietou s vysokým obsahem tuku, jejich aktivita jejich genu se změnila, ale ne stejným způsobem pro všechny geny. Některé geny udržovaly svůj rytmus, jiné ztratily a jiné ji získaly.“

Je pozoruhodné, že genetika a výživa spolupracují na kontrole více než 80% interakcí s rytmickým enhancerem. „Identifikovali jsme Gene ESRRy jako nekanonický regulátor hodin, což znamená, že to není součástí základní rodiny cirkadiánních hodin genů, ale stále hraje významnou roli při regulaci denních rytmů,“ řekl Guan. „Myši postrádající ESRRy ztratily mnoho z těchto rytmických spojení v játrech a vykazovaly narušený metabolismus tuků.“

Zjištění ukazují, že metabolismus tuků je časově citlivý a závislý na genu. U myší s různým genetickým pozadím se velikost tukových kapiček v játrech změnila po celý den, ale pouze u těch s aktivním ESRRy. To naznačuje, že individuální genetický make -up by mohl ovlivnit nejen to, jak tělo zpracovává tuk, ale když tak učiní.

Tato studie se zaměřila na metabolismus jater a tuků, ale autoři navrhují, aby se stejné principy mohly vztahovat na jiné orgány a nemoci. Tato zjištění poskytují nejen zlepšené porozumění denním metabolickým změnám, ale také podporují možnost personalizované chronoterapie – přizpůsobení jídla nebo plánování léků nebo jiných ošetření na základě genetického profilu člověka pro optimalizaci zdravotních výsledků.

Mezi spolupracovníky studie patří Panpan Liu, Kun Zhu, Juliet Holder-Haynes, S. Julie-Ann Lloyd, Cam Mong LA, Inna I. Astapova, Seunghee Choa, Ying Xiong, Hosung Bae, Hosung, hosung, liming, liming, liming, liming, liming, liming, liming, chelsoon,, chelsung, liming, liming, liming, liming, liming, liming, liming, liming, liming, liming. Joshua D. Rabinowitz, Samer G. Mattar a yongyou zhang. Autoři jsou spojeni s Baylor College of Medicine, Xiamen University, University of Pennsylvania, Case Western Reserve University School of Medicine, University of California, Irvine School of Medicine, University of Texas Health Science Center v Houstonu nebo Princeton University.

Tato studie byla podpořena cenou American Liver Foundation Postdoctoral Research Fellowship NIH K01-DK125602, CPRIT Scholar in Cancer Research (RR210029), V Nadace V (V2022-026), pilotní ocenění NIH R37CA296577, DK05638, P30-CA125123, TRISH, HNX16AO, HNX16A, HNX16A, HNX16A, HNX16A, HNX16A, HNX16A, HNX16A, HNX16A, HNX16A, HNX16A, HNX16A, HNX16A, HNX16A, TRISH, HNX16A, TRISho R01AG069966, R01ES034768, NIH R01DK111495, U54HL165442 a U01HL166058 a SVRF Grant od dalších podniků. Další podporu poskytli NIH/NCI R00 CA237618 a R01-AA029124, grantem USDA/ARS 58-3092-5-001 a cenu CPRIT Scholar Award (PR210056), PEW Foundation a Fundamentální výzkumné fondy pro ústřední univerzity v Číně-oxiamentové univerzitě (20720180048).