Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Bez pewnego enzymu z tkanki tłuszczowej myszy pozostają szczupłe na burgerowej diecie

Recommended Posts

Podczas długiej ewolucji nasze organizmy rozwinęły doskonałe metody tworzenia zapasów energii na lata chude. We współczesnym świecie, gdzie wielu ludzi ma stały dostęp do wysokokalorycznych produktów, wpadamy jednak w ich pułapkę i stajemy się otyli. Analizując mechanizmy molekularne leżące u podłoża otyłości, naukowcy z Uniwersytetu Kopenhaskiego odkryli, że jeśli z tkanki tłuszczowej myszy usunie się genetycznie enzym NAMPT, nawet na bardzo tłustej diecie gryzonie stają się całkowicie oporne na rozwój nadwagi czy otyłości.

Podawaliśmy myszom karmę, która z grubsza stanowi odpowiednik nieustannego jedzenia burgerów i pizzy. Zwierzętom nie udawało się jednak rozbudować tkanki tłuszczowej - opowiada doktorantka Karen Nørgaard Nielsen. Wg niej, ustalenie, jak rozwija się otyłość, pozwoli opracować nowe metody leczenia chorób metabolicznych.

Duńczycy podkreślają, że uzyskane wyniki pasują do rezultatów badań na ludziach. Kilka studiów zademonstrowało bowiem, że duże ilości NAMPT we krwi i tkance żołądka znacząco korelują z nadwagą bądź otyłością.

Badanie opisane na łamach Molecular Metabolism jako pierwsze pokazuje, że NAMPT jest niezbędny do stania się otyłym i że brak tego enzymu w tkance tłuszczowej w pełni zabezpiecza przed nadmierną wagą.

Ekipa z Uniwersytetu w Kopenhadze porównywała, jak zwykłe myszy i gryzonie pozbawione NAMPT reagują na wysokotłuszczową i zdrowszą karmę. Okazało się, że przy paszy zawierającej mniej tłuszczu między grupami myszy nie było większych różnic. Przy paszy wysokotłuszczowej myszy kontrolne stawały się jednak bardzo otyłe, a zwierzęta z brakującym NAMPT nie tyły bardziej niż na zdrowej diecie. Oprócz tego myszy poddane delecji NAMPT zachowywały na niezdrowej karmie lepszą kontrolę poziomu cukru we krwi.

Duńczycy podkreślają, że uzyskane wyniki zadają kłam popularnemu poglądowi, że w celach terapeutycznych powinno się podwyższać poziom NAMPT. NAMPT wydaje się zwiększać funkcjonalność metaboliczną niemal każdej badanej pod tym kątem tkanki. Istnieją np. wskazówki, że wątroba i mięśnie szkieletowe mogą odnieść korzyści ze zwiększonej aktywność NAMPT. My także stwierdziliśmy, że enzym ten jest krytyczny dla funkcji tkanki tłuszczowej. Niestety, funkcja ta polega na skutecznym magazynowaniu tłuszczu. NAMPT w tkance tłuszczowej był zapewne świetnym wynalazkiem dla naszych przodków, ale w dzisiejszym społeczeństwie, gdzie wielu ma nieograniczony dostęp do wysokokalorycznych pokarmów, może się on stać poważnym obciążeniem - zaznacza prof. Zachary Gerhart-Hines.

Gerhart-Hines nie uznaje obniżania poziomu NAMPT za użyteczną strategię leczenia ludzi (ryzyko niekorzystnych skutków dla innych tkanek jest bowiem za duże). Wg niego, opisywane studium toruje jednak drogę kolejnym badaniom, które rozstrzygną, jak NAMPT oddziałuje na magazynowanie tłuszczu z jedzenia.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowy zidentyfikował „gen szczupłości”, którego istnienie może pomóc wyjaśnić, dlaczego niektórzy ludzie mogą jeść wszystko i nadal pozostają szczupli. Analiza danych dotyczących 47 000 z estońskiego biobanku sugeruje, że ALK może być genem, który reguluje tuszę i zapobiega przybieraniu na wadzę u szczupłych osób o zdrowym metabolizmie. Badania na muszkach owocówkach i myszach wskazują, że wyciszenie tego genu powoduje, że zwierzęta są szczuplejsze, a ekspresja ALK w mózgu może być odpowiedzialna za wydatkowanie energii.
      Gen ALK to znany gen, który jest celem w terapiach przeciwnowotworowych. Teraz badacze z Estonii, Austrii, USA, Chin, Kanady i Szwajcarii sugerują, że można będzie to wykorzystać też w walce z otyłością. Jesteśmy w stanie wyciszyć funkcjonowanie ALK i sprawdzić, czy dzięki temu ludzie pozostaną szczupli, mówi profesor Josef Peninger z University of British Columbia. Wszyscy znamy takich ludzi. Jest ich około 1%. Mogą jeść ile chcą, a ich metabolizm pozostaje zdrowy. Jedzą dużo, nie katują się bez przerwy ćwiczeniami i nie przybierają na wadze, dodaje Penninger.
      Dotychczas autorzy większości badań skupiali się na podatności na otyłość. Niewielu badało genetyczne podstawy szczupłości. Wzięli się za to Penninger i jego zespół.
      Na potrzeby badań wykorzystali dane o 47 102 osobach w wieku 20–44 lat z Estonian Biobank. Naukowcy przeprowadzili analizę porównawczą ich genomów z danymi na temat szczupłych osób. Analizowano osoby, które miały zdrowy metabolizm, a ich waga mieściła się w dolnych 6% prawidłowej wagi. Badacze poszukiwali wariantów genetycznych powiązanych z pozostaniem szczupłym. Okazało się, że odpowiadają za to najprawdopodobniej warianty genetyczne ALK.
      Naukowcy wiedzą, że gen ALK często ulega mutacji powodując różnego rodzaju nowotwory. Jest on postrzegany jako onkogen napędzający rozwój choroby. Niewiele zaś wiadomo o jego innych rolach. ALK jest intensywnie badany w kontekście nowotworów, jednak poza tym niewiele o nim wiadomo, czytamy w artykule opublikowanym na łamach Cell.
      W czasie swoich eksperymentów naukowcy stwierdzili, że myszy, u których wyciszono ALK pozostały szczupłe i były odporne na otyłość indukowaną dietą. Wyciszenie ALK powiązano też z mniejszym przebieraniem na wadze u myszy, które genetycznie zmodyfikowano tak, by były otyłe. Gdy myszy z wyciszonym ALK były na takiej samej diecie i miały taki sam poziom aktywności jak grupa kontrolna, były szczuplejsze i miały mniej tłuszczu.
      Kolejne badania wykazały, że ALK, do którego silnej ekspresji dochodzi w mózgu, odgrywa rolę w instruowaniu tkanki tłuszczowej, by spalała więcej tłuszczów pochodzących z pożywienia. Zarówno u myszy, jak i u ludzi, widoczny jest wysoki poziom Alk mRNA w podwzgórzu. Naukowcy odkryli, że ekspresja ALK w neuronach podwzgórza odpowiada za kontrolę wydatkowania energii w tkance tłuszczowej.
      W kolejnych etapach badań naukowcy chcą sprawdzić, w jaki sposób neurony, w których dochodzi do ekspresji ALK, regulują pracę mózgu na poziomie molekularnym i wpływają na metabolizm. Chcą też potwierdzić swoje spostrzeżenia przeprowadzając podobne analizy przy użyciu innych banków danych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kawa to jeden z najpopularniejszych napojów na świecie. Okazuje się, że o tym, czy ma korzystny czy niekorzystny wpływ na nasze zdrowie, decydują geny, twierdzą autorzy pierwszych tego typu badań. naukowcy z University of South Australia wykazali, że nadmierne spożycie kawy może mieć dla nas zgubne skutki zdrowotne.
      Uczeni wykorzystali dane ponad 300 000 osób zawarte w UK Biobank i na ich podstawie przeanalizowali związek pomiędzy piciem kawy a różnymi chorobami. Odkryli, że jej nadmierne spożycie grozi rozwojem choroby zwyrodnieniowej stawów, artropatii i otyłości.
      "Codziennie ludzie wypijają około trzech miliardów filiżanek kawy, zatem zbadanie jej wpływu na zdrowie jak najbardziej ma sens", mówi profesor Elina Hypponen. Już wcześniej jej zespół wykazał, że górną granicą bezpiecznego spożycia kawy jest 6 filiżanek na dobę.
      "Zwykle badania nad wpływem kawy prowadzone są metodą obserwacyjną, gdzie porównuje się osoby pijące kawę z osobami niepijącymi. Jednak to może dawać błędne wyniki. My wykorzystaliśmy metodę genetyczną, zwaną analizą MR-PheWAS, za pomocą której sprawdziliśmy wpływ konsumpcji kawy na 1117 schorzeń. Możemy stwierdzić, że picie umiarkowanych ilości kawy jest w większości przypadków bezpieczne", wyjaśnia uczona.
      Jednak analizy wykazały, że codzienne spożywanie kawy zwiększa ryzko wystąpienia choroby zwyrodnieniowej stawów, artropatii oraz otyłości.
      "Uzyskane przez nas wyniki generalnie potwierdzają, że kawa jest bezpieczna. Jednak zawsze powinniśmy pamiętać, by pić ją z umiarem. To najlepszy sposób na cieszenie się kawą i dobrym zdrowiem", dodaje.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W ostatnich latach przeszczepy mikroflory kałowej (ang. fecal microbiota transplant, FMT) od zdrowych osób stały się popularnym sposobem leczenia ciężkiej biegunki wywołanej przez Gram-dodatnie Clostridioides difficile. Najnowsze badania pokazują, że gdy otyłym myszom na niezdrowej diecie przeszczepi się będące głównie bakteriofagami jelitowe wirusy (wiriom) od szczupłych gryzoni, będą mniej tyć i nie zapadną na cukrzycę typu 2.
      Akademicy wyjaśniają, że wirusowa społeczność jelitowa jest zdominowana przez bakteriofagi, czyli wirusy atakujące bakterie. Antagonistyczne zachowanie fagów może zaś pomóc w kształtowaniu mikrobiomu. By sprawdzić, czy tak jest, ekipa przetestowała skuteczność przeszczepu wiriomu kałowego (ang. faecal virome transplantation) szczupłych myszy gryzoniom otyłym.
      Naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze podzielili samce myszy na 5 grup. Grupa kontrolna dostawała karmę niskotłuszczową (LF, od ang. low-fat). Drugą grupę karmiono paszą wysokotłuszczową (HF, od ang. high-fat). Trzecia grupa stanowiła połączenie diety wysokotłuszczowej z ampicyliną (HF+Amp). Pozostałe dwie grupy, to: HF+Amp+FVT oraz HF+FVT. W 6. i 7. tygodniu studium grupom HF+Amp+FVT i HF+FVT podawano przez sondę FVT. Antybiotyk aplikowano na 24 godziny przed pierwszym przeszczepem kałowym.
      FVT składał się z wiriomów o unikatowym profilu, pozyskanych z jelita ślepego myszy karmionych przez 14 tygodni niskotłuszczową paszą.
      Kiedy transmitujemy cząstki wirusa z kału szczupłych myszy do organizmu gryzoni otyłych, w porównaniu do osobników nieotrzymujących FVT, myszy otyłe przybierają na wadze w znacząco mniejszym stopniu - tłumaczy prof. Dennis Sandris Nielsen. Co istotne, 6 tygodni po pierwszym FVT myszy z grupy HF+FVT wykazywały niższy przyrost wagi niż zwierzęta z grupy 2.
      Wydaje się także, że metoda chroni myszy przed rozwojem nietolerancji glukozy. Tolerancja glukozy w grupach LF i HF+FVT była bowiem porównywalna, zaś w pozostałych grupach HF obserwowano upośledzoną tolerancję glukozy.
      U otyłych myszy, które nie przeszły przeszczepu wiriomu kałowego, obserwowaliśmy obniżoną tolerancję glukozy, a jest to zjawisko poprzedzające cukrzycę. Wpłynęliśmy więc na mikrobiom w taki sposób, że myszy na niezdrowej diecie nie rozwinęły częstego powikłania wynikającego ze złego trybu życia - cieszy się Torben Sølbeck Rasmussen.
      Opisanym zjawiskom towarzyszyły znaczące zmiany mikroflory jelitowej, metabolomu osocza krwi, a także poziomu ekspresji genów związanych zarówno z otyłością, jak i rozwojem cukrzycy typu 2.
      Odnosząc się do FVT, doktorant dodaje, nie jest to bynajmniej samodzielne rozwiązanie i że tak czy siak powinna mu towarzyszyć zmiana diety. Wg niego, nie jest to także metoda na otyłość jako taką, ale sposób na najcięższe przypadki.
      Jeśli ktoś odżywia się niewłaściwie przez długi czas, ryzykuje, że w przewodzie pokarmowym rozwinie się nierównowaga. Tutaj demonstrujemy sposób na jej przywrócenie; metoda polega na wprowadzeniu brakujących cząstek wirusowych z powrotem do systemu - wyjaśnia Dennis Sandris Nielsen.
      Jak wspomnieliśmy wcześniej, Duńczycy pozyskiwali materiał od myszy karmionych przez 14 tygodni niskotłuszczową paszą. Przeprowadzano filtrację, tak by oddzielić wszystkie żywe bakterie i skoncentrować cząstki wirusowe, głównie bakteriofagi. FVT wykonywano po 6 tygodniach na wysokotłuszczowej diecie; później HF była kontynuowana jeszcze przez 6 tygodni. Po upływie tego czasu przeprowadzano test tolerancji glukozy i ważenie.
      Dennis Sandris Nielsen uważa, że minie jeszcze wiele lat, nim metoda ta będzie mogła zostać wdrożona na szerszą skalę. Potrzeba kolejnych eksperymentów oraz, oczywiście, testów z udziałem ludzi. Myszy stanowią pierwszy etap. [...] Mamy nadzieję, że w dłuższej perspektywie czasowej uda się opracować dobrze zdefiniowany koktajl bakteriofagów o minimalnym ryzyku skutków ubocznych.
      Ze szczegółowymi wynikami badań można się zapoznać na łamach pisma Gut.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od ponad 40 lat naukowcy przypuszczali, że w naszych organizmach istnieją „metabolony”, zgrupowania enzymów, ułatwiające przeprowadzanie różnych procesów w komórkach. Teraz naukowcom z Penn State jako pierwszym udało się zaobserwować metabolony. Odkrycie może doprowadzić do pojawienia się nowych terapii przeciwnowotworowych.
      Uczeni z Pennsylvania State University połączyli spektrometrię mas z nowatorską metodą obrazowania i obserwowali metabolony zaangażowane w tworzenie puryn. Nasze badania wskazują, że enzymy, nie są przypadkowo rozmieszczone w komórkach, ale występują w formie klastrów, czyli metabolonów, które spełniają konkretne funkcje metaboliczne. Nie tylko dowiedliśmy, że metabolony istnieją, ale odkryliśmy również, że ten konkretny metabolon występuje w pobliżu mitochondriów komórek nowotworowych, mówi profesor Stephen Benkovic.
      Uczeni poszukiwali metabolonu, nazwanego „purynosomem”, o którym sądzono, że przeprowadza syntezę puryn de novo. To proce, w którym powstają puryny, tworzące DNA i RNA. Poszukiwania prowadzono w komórkach HeLa. To linia komórkowa z komórek raka szyjki macicy, pobranych w 1951 roku od Henrietty Lacks. To jedne z najważniejszych linii komórkowych w badaniach medycznych. Uważane są za „nieśmiertelne”, gdyż mogą rozmnażać się w nieskończoność.
      Wykazaliśmy, że szlak biosyntezy puryn de novo (DNPB) jest przeprowadzany przez purynosomy składające się z co najmniej 9 enzymówi działających synergicznie, dzięki czemu ich całkowita aktywność wzrasta co najmniej 7-krotnie, wyjaśnia profesor Vidhi Pareek.
      Purynosomy, o średnicy mniejszej niż mikrometr, zostały zobrazowane za pomocą nowatorskiej technologii opracowanej przez profesora Nicholasa Winograda. Technika wykorzystuje spektrometrię mas jonów wtórnych z profilowaniem wiązką klastrów jonów (GCIB-SIMS) w celu wykrycia biomolekuł i pozwala na chemiczne obrazowanie pojedynczej komórki. To niezwykle istotne, gdyż mamy tu do czynienia z bardzo małą koncentracją molekuł w indywidualnych komórkach nowotworowych, wyjaśnia profesor Hua Tian.
      Profesor Winograd, który od 35 lat pracuje nad rozwojem nowych technik obrazowania, pozwalających na uzyskanie informacji o procesach chemicznych toczących się wewnątrz pojedynczej komórki, stwierdził: Teraz, pod koniec mojej kariery naukowej w końcu mogę zobaczyć, jak ta technika ujawnia obecność purynosomów i, być może w następnym etapie badań, będziemy mogli obserwować, który z leków przeciwnotoworowych wnika do purynosomów, gdzie może być najbardziej skuteczny.
      Bardzo ważnym spostrzeżeniem jest odkrycie, że niewielka odległość między purynosomami a mitochondriami wywołuje efekt tunelowania i ułatwia wykorzystanie substratów generowanych w mitochondriach w procese syntezy puryn.
      Nasze eksperymenty pokazały, że efektywność biosyntezy puryn de nowo jest zwiększona dzięki tunelowaniu, a obecność purynosomów w pobliżu mitochondriów jest bardzo ważna dla tego procesu. To odkrycie otwiera drzwi do badań nad nową klasą leków przeciwnowotworowych, na przykład molekuły, która oddalałaby purynosomy od mitochondriów, stwierdza Benkovic.
      Odkrycie szczegółowo opisano na łamach Science.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jedynie około 30% plastiku wykorzystywanego do produkcji plastikowych butelek jest poddawanych recyklingowi. Zwykle w efekcie otrzymujemy produkt o niskiej wytrzymałości. Teraz naukowcy poinformowali o stworzeniu enzymu, który zamienia 90% plastiku w materiał wyjściowy, dzięki czemu możliwe byłoby stworzenie produktu o takich samych właściwościach co wcześniej. Obecnie trwają prace nad skalowaniem technologii i otwarciem w przyszłym roku demonstracyjnego zakładu recyklingu.
      To olbrzymi krok naprzód, mówi John McGeehan, który na University of Portsmouth kieruje centrum opracowującym innowacyjne enzymy. McGeehan nie brał udziału w opracowaniu nowego wynalazku.
      Poli(tereftalan etylenu) – PET –  to jedno z najszerzej stosowanych tworzyw sztucznych. Każdego roku wytwarza się go około 70 milionów ton i powszechnie produkuje się z niego butelki. Butelki PET są poddawane recyklingowi w wielu miejscach, lecz w procesie tym występują liczne problemy. Zakłady recyklingu otrzymują bowiem olbrzymią liczbę PET-ów w różnych kolorach. Materiał jest poddawany działaniu wysokich temperatur i powstaje szara lub czarna masa, której firmy nie chcą używać do produkcji opakowań. Z takiego materiału najczęściej produkuje się włókna plastikowe o niskiej jakości, z których wytwarzane są np. wykładziny podłogowe. Po jakimś czasie trafiają one na wysypisko śmieci lub do spalarni. To nie jest recykling, mówi McGeehan.
      W 2012 roku na Uniwersytecie w Osace opisano enzym LLC, który jest w stanie przerywać wiązania pomiędzy tereftalanem a glikolem etylenowym. To zdecydowanie za mało, a ponadto enzym ten przestaje działać zaledwie po kilku dniach pracy w temperaturze 65 stopni Celsjusza, która jest potrzebna, by zmiękczyć materiał i umożliwić LLC dotarcie do jego wnętrza.
      Teraz Alain Marty, główny naukowiec z firmy Carbios oraz Isabelle Andre z Uniwersytetu w Tuluzie, która specjalizuje się w inżynierii enzymów, postanowili udoskonalić LLC. Zidentyfikowali miejsca, w których enzym przyłącza się do PET i stworzyli setki odmian LLC ze zmienionymi miejscami oraz z dodanymi elementami zwiększającymi stabilność enzymu w wysokich temperaturach. Następnie umieścili najlepsze ze swoich enzymów w bakteriach, namnożyli je i przeanalizowali pod kątem tych, które najbardziej efektywnie rozkładają PET.
      W końcu otrzymali zmutowany enzym, który jest 10 000 razy bardziej efektywny w rozkładaniu PET niż LLC i może bez przeszkód pracować w temperaturze 72 stopni Celsjusza.
      Podczas prób w małym reaktorze testowym okazało się, że zmodyfikowany LLC jest w stanie rozłożyć 90% z 200-gramowego ładunku PET w ciągu 10 godzin. Uzyskane w ten sposób składniki zostały wykorzystane do ponownej produkcji butelek PET i okazało się, że mają one takie same właściwości, jak oryginalne butelki, z których powstały.
      McGeehan zauważa, że jedną z największych zalet nowego enzymu jest fakt, że z materiału poddanego recyklingowi otrzymujemy materiał wyjściowy do produkcji PET o właściwościach takich, jak materiał pierwotny. Co więcej, otrzymujemy go nawet wówczas, gdy w poddawanym recyklingowi materiale znajdują się PET o różnych kolorach czy plastiki inne niż PET. Dzieje się tak dlatego, że zmodyfikowany LLC przerywa wyłącznie wiązania pomiędzy oboma składnikami PET, przywracając je do formy wyjściowej. Pomija przy tym wszystko inne, w tym barwniki czy inne tworzywa sztuczne.
      Firma Carbios już buduje zakład, który ma przetwarzać setki ton PET rocznie. Jeśli technologia będzie działała jak należy, a jej wykorzystanie będzie ekonomicznie uzasadnione, być może poradzimy sobie z recyklingiem jednego z najbardziej rozpowszechnionych tworzyw sztucznych.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...