Обчислювальний аналіз порівняння моделей генної активності та генних мереж осіб із нормальною вагою та надмірною вагою дав нові уявлення про фактори, які можуть бути в основі генетичного ризику надмірної ваги та ожиріння.

генні

Запропоновано як генетичні фактори, так і фактори навколишнього середовища впливати на ризик зайвої ваги та ожиріння. Але хоча певні окремі гени пов’язані з індексом маси тіла (ІМТ), взаємодія цих генів і те, як вони впливають на вагу, залишається в основному невідомим.

Знання, які гени активні або безшумні, а також їх генні мережі - які взаємодіють, працюючи разом, регулюючи або пригнічуючи функції один одного - може запропонувати ключову інформацію для розуміння механізмів, що лежать в основі генетичного ризику збільшення маси тіла та ожиріння.

Недавні дослідження показали, що вимірювання профілю генної активності за допомогою крові людини, відоме як транскриптом цільної крові, є валідним інструментом для збору інформації про гени та біологічні шляхи, що лежать в основі ожиріння.

Активність генів, або профілювання експресії, полягає у застосуванні високопродуктивних молекулярних методів для визначення закономірностей активних (або експресованих) генів, починаючи від високоактивних генів - які керують виробництвом великої кількості білків - до генів які мовчать, даючи мало або зовсім не містять білків.

На основі цих знань дослідники Національного інституту сестринських досліджень (NINR) прагнули використовувати цей метод для виявлення окремих генів та генних мереж, які можуть опосередковувати ризик ожиріння.

Вони виконали транскриптом цільної крові у зразках крові 90 здорових людей, середній вік 26 років, інтегруючи цю інформацію з клінічними даними учасників - включаючи ІМТ, жирові відкладення, параметри крові (наприклад, рівень глюкози та холестерину) та артеріальний тиск.

Порівнюючи характер експресії генів між 43 особами із нормальною вагою та 41 особою із надмірною вагою, дослідники виявили сім генів, пов'язаних з ІМТ. RBM20,В AX748233, і CASP10 були більш активними у суб'єктів із нормальною вагою, тоді як СЕПТ12, SLC30A3, WTIP, і АБО 12D3 були більш виражені у осіб із надмірною вагою.

Потім дослідники використовували аналіз генної мережі для виявлення генних модулів (груп коекспресованих генів), які потенційно можуть взаємодіяти, опосередковуючи збільшення ваги.

В результаті цього аналізу вони виявили два генні модулі, які беруть участь у катаболізмі - біологічному процесі розщеплення поживних речовин для отримання клітинних будівельних блоків та енергії - та функції м’язів.

Визначеність генів, пов'язаних з катаболізмом, "узгоджується з іншими дослідженнями, що висвітлюють роль метаболічних генів у [походженні] надмірної ваги та ожиріння", - заявили дослідники.

Ці групи часто регулювались факторами транскрипції цинкового пальця, які зв’язуються з певними послідовностями ДНК і відіграють ключову роль у контролі за тим, які гени вмикаються чи вимикаються.

Також були очевидні зміни в зв’язку генів - кількості генів, з якими ген пов’язаний.

Всього 246 так званих генів-концентраторів - ті, до яких підключено багато інших генів, ймовірно, з більш важливою функцією -, були перетворені в гени, що не є концентраторами, а 286 генів, що не є концентраторами, у гени концентратора між нормальні та зайві особи.

Інший аналіз був проведений для виявлення більш складних моделей експресії генів, пов'язаних з вагою. Дослідники розглядали тристоронні взаємодії генів, де два взаємодіючі гени перебувають під контролем третього гена, і це може спричинити зміну експресії, пов’язану з вагою. Дослідники виявили 28 тристоронніх генних взаємодій.

"Цей аналіз свідчить про складні взаємодії генів високого порядку, які можуть сприяти генетичним механізмам, що впливають на вагу людини", - сказали дослідники. «Разом це дослідження забезпечує краще розуміння генетичних факторів фенотипів із надмірною вагою та ожирінням шляхом вивчення мереж, шляхів, взаємодій та регулювання генів, пов’язаних із вагою.

"Наш аналіз дозволив отримати всебічне та систематичне розуміння механізмів експресії генів, що лежать в основі ІМТ, та висвітлив складні взаємодії високого порядку, які слід додатково досліджувати в наступних дослідженнях".