Назад
Состав метаболитов и их взаимодействие - метаболизм - варьирует от человека к человеку и зависит не только от внешних воздействий, таких как питание, но и в значительной степени от естественных вариаций нашего генома.
В международном исследовании ученые Берлинского института здравоохранения (BIH) и берлинского медицинского университета "Шарите" (Charité -- Universitätsmedizin) объединили свои усилия с коллегами из Великобритании, Австралия и США и обнаружили сотни ранее неизвестных вариаций генов, которые иногда резко влияют на концентрацию метаболитов в крови. Ученые опубликовали свои открытия в журнале Nature Genetics.
Концентрация и состав метаболитов дают информацию о биологических процессах в человеческом организме. Поэтому они служат важными биомаркерами в клинической медицине, например, при диагностике заболеваний или при проверке эффективности терапии. Интересно, что состав метаболитов отличается от человека к человеку, независимо от внешних воздействий, таких как заболевания или питание. Это объясняется тем, что белки, влияющие на концентрацию метаболитов, такие как ферменты и транспортные белки, также варьируют у разных людей. Зачастую мельчайшие генетические варианты могут привести к тому, что метаболический фермент будет более или менее активным, или же к тому, что транспортный белок будет более или менее эффективным, что приведет к повышению или снижению концентрации метаболитов.
Группа ученых под руководством Клаудии Лангенберг, исследует влияние генетических вариантов на 174 различных метаболита. "Мы обнаружили удивительное количество корреляций между определенными генетическими вариантами и изменениями в концентрации малых молекул в крови", - рассказывает она. "В большинстве случаев генетические варианты вызывают изменения основных регуляторов метаболизма, таких как ферменты или транспортные белки".
Для изучения этих корреляций исследователи проанализировали огромное количество данных. "Для наших исследований мы использовали большие базы данных по результатам анализов крови и генетической информации в общей сложности около 85 000 человек", - объясняет Майк Питцнер, ведущий автор исследования.
Работа ученых имеет большое значение для медицины, так как она может объяснить, как естественные генетические варианты, влияющие на обмен веществ, способствуют возникновению распространенных заболеваний, таких как сахарный диабет, а также редких заболеваний. Например, высокий уровень аминокислоты серина в крови обеспечивает защиту от редкого заболевания глаз, макулярной телеангиэктазии, что открывает новые терапевтические возможности. Они также выявили новый механизм, объясняющий, как нарушенная передача сигналов через рецептор GLP-2 увеличивает риск развития сахарного диабета 2-го типа.
"Особенность нашего исследования заключалась в серьезных эффектах, которые мы наблюдали, и их потенциальном значении для медицинских исследований", - объясняет Лангенберг. "Например, мы смогли обнаружить генетические варианты, которые оказывают влияние на метаболизм в три раза сильнее, чем уже известные эффекты более распространенных генетических вариаций, например, на индекс массы тела".
Для того чтобы ученые всего мира могли связать свои конкретные области знаний с полученными данными, группа создала интерактивный веб-сайт. В конце концов, подчеркивает Лангенберг, данные актуальны только в том случае, если они могут быть использованы. "Мы очень надеемся, что эти убедительные примеры побудят других ученых и врачей применять наши результаты к своим конкретным исследованиям или случаям заболеваний".
