Группа ученых из Лондонского Королевского колледжа (King's College London) и Оксфордского университета (University of Oxford) в сотрудничестве с коллегами из других научных центров установила, что ген KLE14, связанный с диабетом 2 типа и уровнем холестерина, фактически является главным регулятором, управляющим поведением других генов жировой ткани.

Ученые установили, что ген KLE14, связанный с
диабетом 2 типа, уровнем холестерина и ожирением,
фактически является главным регулятором,
контролирующим функции других генов,
обнаруженных в жировой ткани.
(Credit: iStockphoto)

Так как жир играет ключевую роль в предрасположенности к метаболическим заболеваниям, таким как ожирение, сердечно-сосудистые болезни и диабет 2 типа, это исследование делает данный регуляторный ген возможной мишенью будущих препаратов для борьбы с этими заболеваниями.

Опубликованное в журнале Nature Genetics, это исследование является частью финансируемого Wellcome Trust большого интернационального проекта, известного под названием MuTHER.

О связи гена KLE14 с диабетом 2 типа и уровнями холестерина уже известно, но до сих пор о том, как он это делает и какова его роль в контроле над другими, удаленных от него, генами, оставалось неясным.

Исследователи изучили около 20000 генов в биопсийных образцах подкожно-жировой клетчатки, полученных от 800 добровольцев – женщин-близнецов, проживающих в Великобритании. Они установили связь между геном KLE14 и уровнями экспрессии многих удаленных друг от друга генов жировой ткани, что означает, что ген KLE14 является главным контролером, регулирующим активность этих генов. Аналогичные данные позднее были получены и в независимом исследовании 600 образцов жировой ткани исландцев.

Гены, контролируемые, как оказалось, KLE14, фактически связаны с целым рядом метаболических характеристик, включая индекс массы тела (ожирение), уровни холестерина, инсулина и глюкозы, что подчеркивает их теснейшую взаимосвязь.

Для гена KLE14 характерна одна особенность: его активность наследуется по материнской линии. Каждый человек наследует набор всех генов обоих родителей. Но в этом случае копия гена KLE14, полученная от отца, выключена. Это означает, что активным геном является копия, полученная от матери – процесс, называемый импринтингом. Кроме того, способность гена KLE14 контролировать другие гены также полностью зависима от материнской копии  – копия, полученная от отца, не оказывает в этом плане никакого эффекта.

Профессор Тим Спектор (Tim Spector) из отделения изучения близнецов (Department of Twin Research) Лондонского Королевского колледжа, руководивший проектом MuTHER, считает, что это первое крупное исследование, показывающее, как небольшие изменения в одном главном гене-регуляторе могут потенциально вызвать каскад других метаболических эффектов, опосредованных другими генами. В этом заложен большой терапевтический потенциал, тем более что, изучая большие популяции, такие как популяции близнецов, ученые надеются найти и другие гены-регуляторы.

«Ген KLE14, по-видимому, является главным выключателем, контролирующим процессы, связывающие изменения в поведении подкожного жира с нарушениями в мышцах и печени, способствующими развитию диабета 2 типа и других заболеваний. Мы прилагаем все усилия, чтобы понять эти процессы и то, как мы может использовать полученную информацию для усовершенствования методов лечения этих заболеваний», – говорит соавтор исследования профессор Марк Маккарти (Mark McCarthy) из Оксфордского университета.

Аннотация к статье: Identification of an imprinted master trans regulator at the KLF14 locus related to multiple metabolic phenotypes