私たちの体は、睡眠から代謝まで、すべてに影響を与える概日リズムとして知られる24時間の自然サイクルに従います。科学者は長い間、中央概日時計の特定の遺伝子がこれらのリズムを調節するのに役立つことを知っていますが、ベイラー医学部の研究者が率いる新しい研究は、調節の追加層があることを明らかにしています – 食事は、特に脂肪の代謝に関連する遺伝子の活性の活性の日常的なスキームに影響を与える個人の遺伝的構成と相互作用します。
これらの結果は、に公開されています 細胞代謝脂質代謝の調節における遺伝学と環境との間の相互作用の以前は過小評価されていた時間的側面を明らかにし、肥満と個別化されたクロノ療法に関連する疾患に対する感受性の個々の変動、または身体の自然な概日リズムとの医学的介入の整合に影響を与えます。
「私たちの研究は、この問題に関する新しい情報を提供しています。「なぜ一部の人は、より簡単に体重を増やしたり、肝臓の問題を発症したりしますが、他の人は同様の食事に従っていてもそうではありませんか？ 「、ベイラーの分子および細胞生物学の助教授であるドンギン・グアン博士の著者は言った。グアンは、ベイラーのダンLダンカン理解がんセンターのメンバーでもあります。
「私たちは、個々の遺伝的差異が食物に反応して肝臓の遺伝子活性のモーメントに影響することを発見しました」と、グアン研究所のポスドク奨学金保有者であるYing Chen博士は述べています。 「遺伝子と食事は協力して肝臓の毎日のリズムを形作り、脂肪の治療と保存の方法に影響を与える可能性があります。»»
研究者は、異なる遺伝的歴史を持つヒト肝サンプルと2つのマウス株の両方を研究しました。彼らは、肝臓の遺伝子が1日を通してどのように明るくして無効になっているか、マウスに脂肪が豊富な食事を与えられたときにどのように変化するかを調べました。
食物と遺伝学の間のこのコラボレーションの根本的な分子メカニズムを調査するために、チームはDNA領域間の3D相互作用も調査しました。彼らは、遺伝子の活性を刺激する遺伝子である「アンプ」が、依存する時間の方法で遺伝子の活性を開始する「プロモーター」と接続する方法を研究しました。
グアンと彼の同僚は、遺伝的変異がヒトとマウスの遺伝子の活性の毎日のモデルに寄与することを発見しました。ヒトでは、何千もの遺伝子が特定の遺伝子のバリアントを持つ人々にリズミカルな活性しか示されていません。
「食事は、マウス肝臓の遺伝子の発現のリズムを変えることも発見しましたが、遺伝子が異なる場合は異なります」と、グアン研究所の研究助手であるディッシュ・Zhou氏は述べています。 「マウスに脂肪が豊富な食事によって摂取されたとき、それらの肝遺伝子活性は変化しましたが、すべての遺伝子については同じ方法ではありません。
驚くべきことに、遺伝学と栄養は協力して、リズミカルな排除プロモーター相互作用の80％以上を制御します。 「ESRRγ遺伝子を非カノニカル時計レギュレーターとして特定しました。つまり、基本的な概日時計遺伝子ファミリーの一部ではなく、毎日のリズムの調節において重要な役割を果たしています」とグアンは述べています。 「ESRRγのないマウスは、肝臓でこれらのリズミカルなつながりの多くを失い、脂肪代謝の障害を示しました。»»
結果は、脂肪代謝が時間に敏感であり、遺伝子に依存することを示しています。異なる遺伝的背景を持つマウスでは、肝臓の脂肪液滴のサイズが1日を通して変化しましたが、ESRRγがアクティブなものでのみ変化しています。これは、個々の遺伝子構造が、体が脂肪をどのように管理するかだけでなく、それが行われるときに影響を与える可能性があることを示唆しています。
この研究は肝臓と脂肪の代謝に焦点を当てていましたが、著者らは、同じ原則が他の臓器や病気に適用できることを提案しています。この結果は、毎日の代謝変化をよりよく理解するだけでなく、パーソナライズされたクロノセラピーの可能性をサポートします – 食事や薬物の計画または他の治療法に基づいて、健康結果を最適化します。
研究の協力者には、パンパン・リュー、クン・ズー、ジュリエット・ホルダー・ヘインズ、S。ジュリー・アン・ロイド、カム・モンラ、インナI. Yongyou Zhang。著者は、ペンシルベニア大学Xiamen大学のベイラー医学部、ケースウエスタンリザーブ大学医学部、カリフォルニア大学アーバイン医学部、テキサス大学ヒューストン大学保健センター、またはプリンストン大学に所属しています。
この研究は、American Liver Foundation Postdoctoral Research Fellowship Award Nih K01-DK125602、CPRIT BOLL R01AG069966、R01ES034768、NIH R01DK111495、U54HL165442およびU016058およびSVRFのSVRFのSVRFのサポートされています。 NIH / NCI R00 CA237618およびR01-AA029124、Grant USDA / ARS 58-3092-001およびCPRIT Scholar Award（PR210056）、PEW Foundation and Fandutal Research Fordental University of Chinese-Xiamen University（20720180048）によって追加のサポートが提供されました（20720180048）。
#遺伝学と食事は協力して脂肪代謝の毎日のリズムを形作る