Исследователи объединили данные о мышах и людях, чтобы идентифицировать ген, который может снизить выработку холестерина в печени в ответ на диету с высоким содержанием холестерина.
Холестерин имеет несколько жизненно важных функций в организме человека. Например, молекула является компонентом клеточных мембран, и организм нуждается в ней для выработки витамина D и некоторых гормонов.
Однако повышенный уровень холестерина в крови в виде липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) является фактором риска развития атеросклероза — сужения артерий из-за накопления жировых бляшек — что может привести к сердечному приступу или инсульту.
Организм вырабатывает собственный холестерин в печени, а богатые диетические источники включают яйца, красное мясо и масло. Однако, независимо от диеты, некоторые люди генетически предрасположены к выработке повышенного уровня холестерина в крови.
«К сожалению, мы не очень хорошо понимаем, как эти генетические различия могут влиять на различия в признаках, будь то холестерин или ожирение», — говорит Брайан Паркс, профессор наук в области питания в Университете Висконсин-Мэдисон.
Профессор Паркс провел новое исследование, результаты которого могут частично объяснить, почему у некоторых людей риск развития высокого уровня холестерина в крови является наследственным. Работа идентифицирует ген, который обычно сдерживает выработку холестерина в печени, когда потребление холестерина с пищей становится высоким.
Особенности исследования изложены в журнале Cell Metabolism.
Огромные базы данных
Работа опиралась на общегеномные исследования ассоциаций, которые включают огромные базы данных последовательностей генома для корреляции между конкретными генетическими вариациями и конкретными характеристиками, такими как определенные состояния здоровья.
Однако, хотя эти исследования могут сузить поиск, они не могут идентифицировать отдельные гены, которые ответственны за заболевание.
«Мы можем провести эти очень большие исследования на людях из 500 000 человек, и мы можем определить области генома, которые связаны, например, с различиями уровня холестерина в крови», — говорит профессор Паркс.
«Но это просто освещает нам много путей. Это не говорит нам, какой основной ген или путь потенциально способствуют этой ассоциации».
Профессор Паркс и его команда разработали новую технику, которая сузит поиск. Она сочетает в себе статистическую силу исследований по геномным ассоциациям со сложными деталями исследований на животных.
Техника основана на большом генетическом совпадении между мышами и людьми. В среднем геномы мыши и человека имеют 85% своих генетических последовательностей, исключая всю «мусорную ДНК», которая не кодирует белки и не имеет известной функции.
Исследователи впервые изучили печень мыши в лаборатории, выявив сеть из 112 генов, которые участвуют в синтезе холестерина.
Затем они провели поиск в базах данных генома человека, чтобы выяснить, какие из этих 112 генов перекрываются с последовательностями ДНК, которые исследователи связывают с высоким уровнем холестерина у людей.
Этот процесс помог им идентифицировать 54 гена, 25 из которых выделялись, потому что их роль в метаболизме холестерина или липидов ранее была неизвестна.
Дальнейший цикл испытаний сузил поиск еще дальше до гена под названием Sestrin1.
Отключение синтеза холестерина
Далее исследователи обнаружили, что Sestrin1 может остановить синтез холестерина в печени, когда в рационе доступно достаточное количество холестерина.
Когда они убирали ген из печени мышей, животные не могли регулировать уровень холестерина в крови. Их печень вырабатывала высокий уровень холестерина, даже когда они придерживались диеты, содержащей полезное количество молекул.
Ученые говорят, что для подтверждения их результатов необходимы более масштабные исследования. Тем не менее, они считают, что их методика комбинирования данных о мышах и людях может идентифицировать и другие гены, которые повышают риск конкретных заболеваний.
«Конечно, существует возможность распространить эту технику и на другие признаки, такие как ожирение», — говорит Паркс.
Их метод может предложить новые возможности для разработки персонализированной или точной медицины, благодаря которой врачи выбирают наиболее эффективные методы лечения для людей в соответствии с их генетическим профилем.
