Как стать здоровым, сильным и выносливым?
Швейцарские исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны и университета Лозанны, работающие совместно со специалистами из Института Солка, Калифорния, пришли к выводу, что, если бы не действие естественного ингибитора, наши мышцы могли бы быть гораздо более сильными, чем они есть в действительности. Путем воздействия на белок NCoR1 (Nuclear Receptor Corepressor) им удалось модулировать транскрипцию ряда генов таким образом, что получившаяся в результате линия мышей может похвастаться мускулами, в два раза более сильными, чем у обычных особей.
Процесс транскрипции, лежащий в основе синтеза белков по «инструкциям», зашифрованным в ДНК организма, модулируется так называемыми кофакторами, которые стимулируют его (коактиваторы) или ингибируют (корепрессоры). Кофакторы реагируют на изменение концентрации определенных гормонов, которая, в свою очередь, является отражением состояния организма.
В параллельных экспериментах на мышах и нематодах международной группе ученых, работающей под руководством профессора Йохана Оверкса (Johan Auwerx), удалось ингибировать активность корепрессора NCoR1 в мышечных клетках. В нормальных условиях этот белковый рецептор, встречающийся в клетках различных тканей организма, подавляет рост мышечной ткани.
Полученный эффект был более чем впечатляющим. Развитие мышечной ткани не имеющих этого естественного ингибитора мышей происходило гораздо более эффективно, чем у нормальных животных. Особи полученной линии были настоящими «марафонцами», способными до появления первых признаков усталости на большой скорости пробегать расстояния, почти в два раза превышающие дистанции, подвластные обычным мышам. Кроме того, они значительно лучше переносили холод.
В отличие от других экспериментов по созданию «супермышей», использованный в данной работе подход не изменял механизм утилизации энергии, а модифицировал процесс формирования мышечной ткани в период роста организма. Анализ под микроскопом показал, что, по сравнению с мышцами нормальных мышей, мышечные волокна трансгенных животных толще, сами мышцы более массивны, а составляющие их клетки содержат больше митохондрий – органелл, расщепляющих питательные вещества с высвобождением энергии.
Аналогичные результаты наблюдались и в параллельных экспериментах на нематодах. На основании этого исследователи пришли к выводу, что разработанный ими подход применим к широкому спектру живых организмов.
В рамках второго исследования, проведенного учеными этих же учреждений, группа профессора Джеррольда Олефски (Jerrold M. Olefsky) создала линию мышей, не имевших белка NCoR в клетках жировой ткани.
NCoR является основным корепрессором транскрипционного фактора гамма-рецептора, активируемого пролифераторами пероксисом или PPAR-гамма – распространенного в организме белка, регулирующего запасание жирных кислот и метаболизм глюкозы. Однако, судя по результатам, полученным группой профессора Олефски и создавшей «мышей-марафонцев» группой профессора Оверкса, функции этого белка гораздо более многосторонни, чем считалось ранее.
Несмотря на обусловленное генетическими факторами ожирение и предрасположенность к диабету, мыши, не имеющие рецептора NCoR в клетках жировой ткани, демонстрировали хорошие показатели толерантности к глюкозе. Более того, для клеток их печени, а также мышечной и жировой тканей была характерна повышенная чувствительность к инсулину, а для организма в целом – низкие уровни системного воспаления. Резистентность к инсулину – гормону, регулирующему метаболизм углеводов и жиров, – и хроническое воспаление являются основными признаками диабета.
По словам профессора Олефски, судя по всему, NCoR стимулирует инактивацию PPAR-гамма путем его фосфорилирования (добавления фосфатной группы). Интересно, что удаление NCoR только из адипоцитов и, соответственно, сохранение активности рецептора PPAR-гамма исключительно в этих клетках, обеспечивало стойкое повышение чувствительности к инсулину во всех тканях организма.
Исключительно важным фактом является то, что при проведении обеих работ исследователи не зарегистрировали никаких отрицательных побочных эффектов, связанных с инактивацией NCoR в клетках мышечной и жировой тканей. В настоящее время они занимаются изучением потенциальных препаратов, которые могли бы снижать активность NCoR без применения методов генной инженерии.
Полученные данные являются большим достижением на пути к пониманию работы фундаментальных механизмов, лежащих в основе функционирования живых организмов. С практической точки зрения они могут помочь в разработке методов лечения таких болезней, как диабет, ожирение, а также возрастная или обусловленная генетическими заболеваниями атрофия мышечной ткани. Однако профессор Оверкс отмечает, что, если выявленный его группой механизм распространяется и на человека, он может привлечь повышенное внимание со стороны спортсменов. Поэтому занимающимся допинг-контролем организациям придется проводить мониторинг на предмет выявления несанкционированного применения подобных методов терапии.
Статьи Hiroyasu Yamamoto et al. NCoR1 Is a Conserved Physiological Modulator of Muscle Mass and Oxidative Function и Pingping Li et al. Adipocyte NCoR Knockout Decreases PPARγ Phosphorylation and Enhances PPARγ Activity and Insulin Sensitivity опубликованы в журнале Cell.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Ecole Polytechnique Federale de Lausanne:
Better muscles thanks to a genetic knock-out и New therapeutic avenues for obesity and diabetes.
14.11.2011