Ученые из Копенгагенского университета обнаружили белок, который связывает работу биологических часов с температурой и питанием и помогает клеткам бурого жира регулировать расход энергии. Результаты исследования опубликованы исследователями Центра фундаментальных исследований метаболизма Novo Nordisk (CBMR) в журнале Science.
Бурый жир отличается от обычной жировой ткани тем, что в первую очередь расходует энергию для выработки тепла. Его активность меняется в течение суток: во время сна она снижается, а перед пробуждением возрастает. При этом холод или голод могут заставить организм увеличить расход энергии независимо от времени суток.
Исследователи изучали белки бурого жира мышей и обнаружили два вещества, уровень которых одновременно менялся в зависимости от времени суток и воздействия холода. Одним из них был хорошо изученный UCP1, участвующий в выработке тепла. Вторым оказался малоизученный белок SLC25A34, функция которого до сих пор оставалась неизвестной.
При комфортной температуре в буром жире содержалось относительно мало SLC25A34. После 24 часов на холоде его количество увеличилось примерно в 90 раз — сильнее, чем в других тканях организма.
Дальнейшие эксперименты показали, что активность гена Slc25a34 регулируется сразу несколькими сигналами. Белок REV-ERBα, связанный с биологическими часами, подавляет его работу во время сна и снимает это ограничение перед пробуждением. Холод способен преодолеть этот суточный механизм, когда организму требуется дополнительное тепло. Еще один регулятор, PPARα, активирует ген в ответ на поступление жиров и изменения энергетического обмена.
При этом SLC25A34, по-видимому, участвует одновременно в накоплении и расходовании жира. Это объясняется особенностями работы бурой жировой ткани: активные клетки могут сначала синтезировать новые молекулы жира, а затем быстро использовать их в качестве топлива. Такой цикл помогает вырабатывать тепло и одновременно удалять жиры и сахар из крови.
Эксперименты на мышах показали, что при отсутствии SLC25A34 клетки бурого жира сжигали меньше топлива, а способность ткани реагировать на холод снижалась. Исследователи предполагают, что белок помогает возвращать в митохондрии молекулу оксалоацетата, необходимую для поддержания этого процесса. Однако напрямую подтвердить, что SLC25A34 переносит именно оксалоацетат, ученым пока не удалось.
Результаты экспериментов с клетками человека оказались похожими: подавление SLC25A34 в клетках бурого жира, полученных от трех из четырех доноров, снижало расход энергии. Кроме того, анализ данных 24 клинических исследований показал, что у людей с более высоким уровнем SLC25A34 в подкожной белой жировой ткани в среднем были ниже масса тела и лучше показатели обмена веществ.
Следите за NEWS.am Medicine на Facebook и Twitter