Промените в опаковките на ДНК ограничиха способността на нашето тяло да превръща „лошите“ мазнини в „добри“

Вината за нездравословна храна или липса на упражнения. Но много преди модерната епидемия от затлъстяване, еволюцията също ни напълни.

направи

„Ние сме дебелите примати“, каза Деви Суейн-Ленц, постдокторант по биология в университета Дюк.

Фактът, че хората са по-пълнички от шимпанзетата, не е новина за учените. Но нови доказателства биха могли да помогнат да се обясни как сме стигнали по този начин.

Въпреки че имат почти идентични последователности на ДНК, шимпанзетата и ранните хора са претърпели критични промени в начина, по който ДНК е опакована в мастните им клетки, откриха Суейн-Ленц и нейните колеги от Херцога. В резултат на това, казват изследователите, това е намалило способността на човешкото тяло да превърне "лошите" мазнини, съхраняващи калории, в "добрия" вид изгаряне на калории.

Резултатите са публикувани на 24 юни в списание Genome Biology and Evolution.

В сравнение с най-близките ни роднини с животни, дори хората с корем с шест опаковки и вълни с ръце имат значителни запаси от мазнини, казват изследователите. Докато другите примати имат по-малко от 9% телесни мазнини, здравословният диапазон за хората е от 14% до 31%.

За да разбере как хората са станали тлъсти примати, екип, ръководен от биолога Суейн-Ленц и Херцог Грег Рай, сравнява проби от мазнини от хора, шимпанзета и по-отдалечен вид маймуни, резус макаци. Използвайки техника, наречена ATAC-seq, те сканираха генома на всеки вид за разлики в това как е опакована тяхната ДНК на мастните клетки.

Обикновено по-голямата част от ДНК в клетката се кондензира в намотки и бримки и се навива плътно около протеини, така че само определени ДНК региони са достатъчно свободно опаковани, за да бъдат достъпни за клетъчната техника, която включва и изключва гени.

Изследователите идентифицират приблизително 780 ДНК области, които са достъпни за шимпанзета и макаци, но са станали по-натрупани при хората. Разглеждайки тези региони в детайли, екипът също така забелязва повтарящ се фрагмент от ДНК, който помага за преобразуване на мазнините от един тип клетки в друг.

Не всички мазнини са създадени равни, обясни Суейн-Ленц. Повечето мазнини се състоят от съхраняваща калории бяла мазнина. Това е, което изгражда мраморността в пържола и се натрупва около нашите талии. Специализираните мастни клетки, наречени бежови и кафяви мазнини, от друга страна, могат да изгарят калории, вместо да ги съхраняват, за да генерират топлина и да ни стоплят.

Изследването предполага, че една от причините да сме толкова дебели е, че регионите на генома, които помагат да се превърне бялата мазнина в кафяво, по същество са били заключени - прибрани и затворени за бизнес - при хората, но не и при шимпанзетата.

„Загубихме част от способността да пренасочваме мастните клетки към бежови или кафяви мазнини и сме останали по пътя на бялата мазнина“, каза Суейн-Ленц. Все още е възможно да активирате ограничените кафяви мазнини в тялото, като правите неща като излагане на хора на ниски температури, обясни тя, "но ние трябва да работим за това."

Хората, като шимпанзетата, се нуждаят от мазнини, за да омекотят жизненоважни органи, да ни изолират от студа и да ни предпазят от глад. Но ранните хора може да са имали нужда да се напълнят по друга причина, казват изследователите - като допълнителен източник на енергия за подхранване на нарастващите ни гладни мозъци.

За шест до осем милиона години, откакто хората и шимпанзетата са тръгнали по различен начин, човешкият мозък е приблизително утроен по размер. Мозъкът на шимпанзе не е помръднал.

Човешкият мозък използва повече енергия, паунд за паунд, отколкото всяка друга тъкан. Насочването на мастните клетки към съхраняване на калории бяла мазнина, а не към изгаряне на кафяви мазнини, мисленето би дало предимство на оцеляването.

Суейн-Ленц каза, че друг въпрос, който получава много, е: "Ще ме направиш ли кльощава?"

- Иска ми се - каза тя.

Поради способностите на кафявите мазнини за изгаряне на калории многобройни изследователи се опитват да разберат дали повишаването на способността на нашето тяло да превръща бялата мазнина в бежова или кафява мазнина може да улесни отслабването.

Суейн-Ленц казва, че разликите, които откриват сред приматите, може един ден да бъдат използвани за подпомагане на пациенти със затлъстяване - но все още не сме там.

"Може би бихме могли да открием група гени, които трябва да включим или изключим, но все още сме много далеч от това", каза Суейн-Ленц. "Не мисля, че е толкова просто, колкото да натиснеш превключвател. Ако беше, щяхме да разберем това отдавна", обясни тя.