O analiză computațională care compară modelele de activitate genetică și rețelele genetice ale persoanelor cu greutate normală și supraponderală a oferit noi perspective asupra factorilor care ar putea sta la baza supraponderabilității și a riscului genetic de obezitate.

descoperă

Se sugerează că atât factorii genetici, cât și cei de mediu influențează supraponderabilitatea și riscul de obezitate. Dar, deși anumite gene individuale au fost asociate cu indicele de masă corporală (IMC), interacțiunea acestor gene și modul în care acestea influențează greutatea rămân în mare parte necunoscute.

Știind ce gene sunt active sau tăcute, precum și rețelele lor genetice - care interacționează, fie lucrează împreună, reglează sau suprimă funcția reciprocă - poate oferi informații cheie pentru înțelegerea mecanismelor care stau la baza riscului genetic de creștere a greutății corporale și a obezității.

Studii recente au demonstrat că măsurarea profilului activității genelor folosind sângele unei persoane, cunoscut sub numele de transcriptom din sânge integral, este un instrument valid pentru colectarea informațiilor despre genele și căile biologice care stau la baza obezității.

Activitatea genetică, sau profilarea expresiei, constă în aplicarea unor metode moleculare de mare viteză pentru a determina tiparele de gene active (sau exprimate), variind de la gene foarte active - care determină producția unei cantități mari de proteine ​​- la gene care sunt tăcute, producând puține sau deloc proteine.

Pe baza acestor cunoștințe, cercetătorii de la Institutul Național de Cercetare în Nursing (NINR) au căutat să utilizeze această metodă pentru a identifica gene individuale și rețele genetice care ar putea media riscul obezității.

Au efectuat transcriptom de sânge integral în probe de sânge de 90 de persoane sănătoase, cu vârsta medie de 26 de ani, integrând aceste informații cu datele clinice ale participanților - inclusiv IMC, grăsime corporală, parametrii sanguini (de exemplu, nivelurile de glucoză și colesterol) și tensiunea arterială.

Prin compararea modelului de exprimare a genei între 43 de persoane cu greutate normală și 41 de persoane supraponderale, cercetătorii au identificat șapte gene asociate cu IMC. RBM20,ÎN AX748233, și CASP10 au fost mai activi la subiecții cu greutate normală, în timp ce SEPT12, SLC30A3, WTIP, și OR12D3 au fost mai exprimate la persoanele supraponderale.

Apoi, cercetătorii au folosit o analiză a rețelei genetice pentru a detecta module genetice (grupuri de gene co-exprimate) care ar putea interacționa pentru a media creșteri în greutate.

Din această analiză, au identificat două module genetice implicate în catabolism - procesul biologic de descompunere a nutrienților pentru a produce elementele de bază ale celulei și energia - și funcția musculară.

Proeminența genelor legate de catabolism „este în concordanță cu alte studii care evidențiază rolul genelor metabolice în [originea] excesului de greutate și a obezității”, au afirmat cercetătorii.

Aceste grupuri au fost adesea reglementate de factori de transcripție a degetelor de zinc, care se leagă de secvențe specifice de ADN și joacă un rol cheie în controlul genelor care sunt activate sau dezactivate.

Au existat, de asemenea, modificări evidente în conectivitatea genelor - numărul de gene la care este conectată o genă.

Un total de 246 așa-numitele gene „hub” - cele la care sunt conectate multe alte gene, probabil cu o funcție mai importantă - au fost convertite în gene non-hub și 286 gene non-hub au fost convertite în gene hub între indivizi normali și supraponderali.

O altă analiză a fost efectuată pentru a detecta modele de expresie a genelor mai complexe asociate cu greutatea. Cercetătorii au analizat interacțiunile genetice în trei direcții, în care două gene care interacționează sunt sub controlul unei a treia gene și ar putea provoca o schimbare a expresiei asociată cu greutatea. Cercetătorii au identificat 28 de interacțiuni genetice cu trei căi.

„Această analiză sugerează interacțiuni genice complicate de înaltă ordine care pot contribui la mecanismele genetice care afectează greutatea umană”, au spus cercetătorii. „Împreună, acest studiu oferă o mai bună înțelegere a factorilor genetici în fenotipurile supraponderale și obeze prin studiul rețelelor, căilor, interacțiunilor și reglării genelor legate de greutate.

Analizele noastre au generat perspective cuprinzătoare și sistematice asupra mecanismelor de exprimare a genelor care stau la baza IMC și au evidențiat interacțiuni complexe de înaltă ordine care ar trebui explorate în continuare în studiile viitoare.