Mūsų kūnai seka natūralų 24 valandų ciklą, žinomą kaip cirkadinis ritmas, darantis įtaką viskam, pradedant miegu ir baigiant medžiagų apykaita. Nors mokslininkai jau seniai žinojo, kad tam tikri pagrindiniai cirkadiniai laikrodžių genai padeda reguliuoti šiuos ritmus, naujas tyrėjai, kuriems vadovavo Bayloro medicinos koledžo tyrėjai, atskleidžia, kad yra papildomas reguliavimo sluoksnis – Dietos sąveikauja su asmens genetiniu makiažu, darančiu įtaką kasdieniam genų aktyvumo modeliams kepenyse, ypač susijusiems su riebalų metabolizmu.
Šios išvados, paskelbtos Ląstelių metabolizmasatskleisti anksčiau nepakankamai įvertintą genetikos ir aplinkos sąveikos laikiną aspektą reguliuojant lipidų metabolizmą, darant įtaką individualiems nutukimo susijusių ligos jautrumo ir personalizuotos chronoterapijos pokyčiams arba medicininių intervencijų suderinimui su kūno natūraliais cirkadiniais ritmais.
„Mūsų tyrimas pateikia naujų įžvalgų apie klausimą:„ Kodėl kai kuriems žmonėms lengviau priauga svorio arba išsivysto kepenų problemos, o kiti ne, net valgydami panašias dietas? “ – sakė atitinkamas autorius dr. Dongyinas Guanas, medicinos profesoriaus padėjėjas – endokrinologija ir molekulinė bei ląstelių biologija Baylor. Guanas taip pat yra „Baylor“ Dano L Duncan visapusiško vėžio centro narys.
„Mes nustatėme, kad individualūs genetiniai skirtumai turi įtakos genų aktyvumo kepenims laikui reaguojant į maistą“,-sakė pirmoji autorius dr. Ying Chen, „Guan Lab“ podoktorantūros bendradarbis. „Genai ir dieta veikia kartu formuodami kepenų kasdienį ritmą, o tai savo ruožtu gali paveikti riebalų apdorojimo ir laikymo riebalus.”
Tyrėjai ištyrė tiek žmogaus kepenų mėginius, tiek dviem pelių padermėmis, turinčiomis skirtingą genetinį foną. Jie pažvelgė į tai, kaip kepenysis įjungia ir išjungiami visą dieną ir kaip tai keičiasi, kai pelėms maitinama riebi dieta.
Norėdami ištirti pagrindinius šio dietos ir genetikos bendradarbiavimo molekulinius mechanizmus, komanda taip pat ištyrė 3D sąveiką tarp DNR regionų. Jie ištyrė, kaip „stiprintojai“, kurie yra genai, kurie skatina genų aktyvumą, jungiasi su „promotoriais“, kurie pradeda genų aktyvumą priklausomai nuo laiko.
Guanas ir jo kolegos nustatė, kad genetiniai pokyčiai prisideda prie kasdienio genų aktyvumo modelių tiek žmonėms, tiek pelėms. Žmonėms tūkstančiai genų ritminį aktyvumą rodė tik žmonėms, turintiems specifinius genų variantus.
„Mes taip pat nustatėme, kad dieta keičia genų ekspresijos ritmą pelių kepenyse, tačiau skirtingai skirtingiems genams“,-sakė pirmojo autoriaus Dishu Zhou, Guano laboratorijos tyrimų asistentas. „Kai pelėms buvo maitinamos riebi dieta, jų kepenų genų aktyvumas pasikeitė, bet ne tokiu pačiu būdu visiems genams. Kai kurie genai išlaikė ritmą, kiti jį prarado, o kitos jį įgijo.”
Pažymėtina, kad genetika ir mityba kartu kontroliuoja daugiau nei 80% ritminio stiprintuvo-promotoriaus sąveikos.
„Mes nustatėme geną Esrrγ kaip nekanoninio laikrodžio reguliatorių, tai reiškia, kad jis nėra pagrindinio cirkadinio laikrodžio genų šeimos dalis, tačiau vis tiek vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant kasdienius ritmus“, – teigė Guanas. „Pelės, neturinčios Esrrγ, prarado daugybę šių ritminių jungčių kepenyse ir parodė sutrikdytą riebalų metabolizmą.”
Rezultatai rodo, kad riebalų metabolizmas priklauso nuo laiko ir priklausomas nuo genų. Pelėms, turinčioms skirtingą genetinį foną, kepenų riebalų lašelių dydis pasikeitė visą dieną, tačiau tik tiems, kuriems yra aktyvus ESRRγ. Tai rodo, kad individualus genetinis makiažas gali paveikti ne tik tai, kaip kūnas tvarko riebalus, bet ir kai jis tai daro.
Šis tyrimas buvo skirtas kepenims ir riebalų metabolizmui, tačiau autoriai siūlo, kad tie patys principai gali būti taikomi kitiems organams ir ligoms. Rezultatai ne tik suteikia geresnį supratimą apie kasdienius metabolinius pokyčius, bet ir palaiko individualizuotos chronoterapijos galimybę – tai yra valgymo laikas ar planavimo vaistai ar kiti gydymo būdai, pagrįsti asmens genetiniu profiliu, siekiant optimizuoti sveikatos rezultatus.