Учёные обнаружили молекулу, блокирующую сжигание жира у мышей
Ожирение, связанное с серьёзными проблемами со здоровьем, включая рак, диабет и сердечно-сосудистые заболевания, затрагивает более трети взрослого населения США. В настоящее время пациентам с ожирением доступно мало безопасных и эффективных нехирургических методов лечения.
Мультидисциплинарная команда исследователей продемонстрировала, что регуляторная метаболическая молекула Them1 препятствует сжиганию жира в клетках, блокируя доступ к их источнику топлива. Исследование под руководством экспертов по микроскопии из Медицинского центра Бет Исраэл Деконесс (BIDMC) и экспертов по метаболизму из Медицинского колледжа Вейл Корнелл и Нью-Йоркской пресвитерианской больницы может внести вклад в разработку нового типа терапии ожирения. Результаты работы опубликованы 9 июня в журнале Nature Communications.
Чтобы объяснить, как белок Them1 «выключает» теплопродукцию, эксперты по клеточной биологии и микроскопии из BIDMC Сьюзан Хаген, доктор философии, и Юэ Ли, доктор философии, использовали световую и электронную микроскопию для наблюдения за действием Them1 в коричневых жировых клетках мышей, выращенных в лаборатории.
«Them1 — интересная молекула, — сказала Хаген. — Если ингибировать или блокировать её экспрессию, метаболизм ускоряется, что снижает массу тела».
Эксперименты показали, что когда клетки стимулируют к сжиганию жира, химическая модификация заставляет молекулы Them1 рассеиваться по всей клетке. Это освобождает клеточные «электростанции» — митохондрии, — позволяя им эффективно превращать жировые запасы клетки в энергию. Однако когда стимуляция прекращается, молекулы Them1 быстро реорганизуются в структуру, называемую биомолекулярным конденсатом. Располагаясь между митохондриями и жирами, которые они используют в качестве топлива, конденсированные молекулы Them1 ограничивают выработку энергии.
«Это оказалось невероятно интересно, — отметила Хаген. — Мы показали — впервые, насколько нам известно, — как выглядит биомолекулярный конденсат на изображениях электронной микроскопии».
«Исследование объясняет новый механизм регуляции метаболизма, — сказал Дэвид Коэн, руководитель отделения гастроэнтерологии и гепатологии в Медицинском колледже Вейл Корнелл. — Them1 «взламывает» энергетический конвейер и перекрывает подачу топлива к энергосжигающим митохондриям. У людей также есть бурый жир, и в холодных условиях вырабатывается больше Them1, поэтому результаты могут иметь важные последствия для лечения ожирения».
Текущее исследование, частично поддержанное пятилетним грантом от Национальных институтов здоровья (NIH), также включало сотрудников с экспертизой в структурной биологии из Университета Эмори.