Ученые ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» показали, что гаплотипы гена FTO у европеоидов связаны с высоким риском ожирения (тогда, как у азиатов они, наоборот, обеспечивают худобу). Результаты исследования опубликованы в BMC Medical Genomics .

FTO относится к так называемому классу генов домашнего хозяйства — он используется во многих процессах и экспрессируется в широком спектре тканей. Это ген у млекопитающих является высоко консервативным, то есть остаётся практически неизменным на протяжении тысячелетий.

То, что FTO ассоциирован с избыточной массой тела, было известно уже давно (в 2007 году вышли пять статей про его связь с ожирением). Однако учёные долгое время не могли найти механизм, по которому это происходит. И вот, в 2014 году в Nature вышла статья, показывающая, что сам по себе FTO не вызывает ожирение, но он воздействует на некоторые важные гены, связанные с этой патологией.

На расстоянии около 500 тысяч пар от FTO расположен ген IRX3. Благодаря тому, что ДНК складывается в петли, эти гены оказываются рядом друг с другом. В вышедшей в 2015 году статье в The New England Journal of Medicine показано их взаимодействие. Одна из задач гена IRX3 — превращать белые адипоциты (жировые), которые, судя по всему, служат исключительно для накопления запасов, в полезные бурые адипоциты, легко преобразующие жир в энергию . «Спусковым крючком» этого превращения выступает участок в гене FTO, именуемый энхансером. Именно он содержит сайт связывания белка, регулирующего экспрессию IRX3. Если энхансер «ломается», в функционировании организма происходит сбой.

«Дело в том, что именно в энхансере сидит точковая замена, которая увеличивает эксперссию IRX3 примерно в два раза. В результате накапливается белый жир и замедляется его преобразование в бурый», — рассказывает старший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики человека ИЦиГ СО РАН кандидат биологических наук Владимир Николаевич Бабенко.

Не исключено, что поломки в FTO могут воздействовать и на гипоталамус, вызывая у человека избыточное чувство голода.

Биоинформатики ИЦиГ СО РАН решили посмотреть, как «здоровые» и «нездоровые» варианты энхансера FTO распределены в разных этносах. Они изучили этот ген у представителей 18 популяций по всему миру (источником данных послужил репрезентарий «1000 геномов»).

«Мы рассматривали группы африканских популяций, китайских, европейских. Выяснилось, что они действительно очень сильно отличаются друг от друга по частоте этого гаплотипа риска. Причем аллель “ожирения” на уровне около 30 % наблюдается только у европейцев, — отмечает Владимир Бабенко. — В предковой африканской популяции его частота была маленькой, практически на нуле, но за какие-то 100 тысяч лет он закрепился на уровне 33 %. Такое “бешеное” по эволюционном меркам распространение аллеля говорит о том, что это было выгодно. Европейской популяции нужен был жир — вероятно, для того, чтобы не замерзнуть и перезимовать в суровых условиях при ограниченном питании».

Генетики называют подобную скоростную эволюцию инверсией или позитивным отбором. Она поддерживалась, наверное, даже на социальном уровне — например, в Сибири всегда считалось, что крупный человек — это хорошо. Распределение различных гаплотипов в африканской популяции оказалось достаточно равномерным, а у представителей китайской расы закрепился абсолютно здоровый «тощий» гаплотип — он встречается в более 70 % случаев.

По словам исследователя, гаплотип риска FTO ещё не гарантирует, что у вас обязательно будет ожирение. В нашем организме существуют различные компенсаторные механизмы, нивелирующие этот эффект (есть исследование, показывающее: проблемный FTO может быть и у детей с нормальным весом, но у них, в отличие от полных, компенсаторные механизмы срабатывают хорошо). Однако всегда существует опасность, что с возрастом истинный характер FTO проявится.

Возможно, дальнейшее изучение этого гена и его взаимодействия с IRX3 позволит найти способы преодолеть проблему ожирения. Есть и ещё одно возможное применение, которое пока выглядит фантастическим. Дело в том, что белый жир тесно связан с механизмами анабиоза, иначе говоря — спячкой, в которую впадают многие животные в зимний период. Сейчас во всем мире исследователи ищут способ, как безопасно вводить в анабиоз человека — чтобы отправить его в длительное космическое путешествие, например, на Марс.

Сейчас исследователи ИЦиГ СО РАН более подробно заниматься изучением гена FTO не планируют. Они развивают собственный метод компьютерного анализа, позволяющий выявлять в геноме другие локусы, связанные с различными болезнями, и изучать их распространенность у разных этносов.

«Подобные локусы достаточно редки. Из семи тысяч снимков мы нашли около 20 таких точек, которые ассоциированы с теми или иными патологиями, и по которым разные популяции отличаются друг от друга», — комментирует Владимир Бабенко.

Автор: Диана Хомякова