Οι επιστήμονες ανακάλυψαν έναν μοριακό «διακόπτη» σε ποντίκια που ενεργοποιεί ένα κρυφό σύστημα καύσης ενέργειας στο καφέ λίπος, μια ανακάλυψη που θα μπορούσε τελικά να βοηθήσει τους ερευνητές να αναπτύξουν νέες θεραπείες για την ασθένεια των οστών.
Αποτελέσματα, δημοσιευμένα η φύσηΠαρέχετε νέες πληροφορίες για το πώς λειτουργεί το καφέ λίπος. Σε αντίθεση με το λευκό λίπος, το οποίο αποθηκεύει ενέργεια, το καφέ λίπος καίει θερμίδες για να παράγει θερμότητα. Οι επιστήμονες πίστευαν από καιρό ότι αυτή η παραγωγή θερμότητας εξαρτάται από ένα μόνο βιολογικό μονοπάτι. Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές έχουν εντοπίσει ένα δεύτερο μονοπάτι παράλληλα με το κύριο μονοπάτι, αλλά δεν γνωρίζουν τι το ενεργοποιεί.
Μια ομάδα με επικεφαλής τον Lawrence Kazak στο Ινστιτούτο Καρκίνου Rosalind and Morris Goodman του Πανεπιστημίου McGill έχει τώρα εντοπίσει το μοριακό έναυσμα για αυτόν τον εναλλακτικό μηχανισμό, γνωστό ως μάταιος κύκλος κρεατίνης.
Οι επιστήμονες εντοπίζουν το καφέ λίπος “on switch”.
Όταν το σώμα εκτίθεται σε χαμηλές θερμοκρασίες, διασπά το αποθηκευμένο λίπος για να παράγει θερμότητα. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει γλυκερίνη, ένα μόριο που παράγεται κατά τον μεταβολισμό του λίπους. Συνεργαζόμενοι με τη δομική βιολόγο McGill, Alba Gern, Canada Research Chair in Macromolecular Machines in DNA Damage and Repair, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η γλυκερίνη συνδέεται με ένα ένζυμο που ονομάζεται TNAP σε μια περιοχή που περιγράφουν ως θύλακα γλυκερίνης. Αυτή η αλληλεπίδραση ενεργοποιεί εναλλακτικές οδούς παραγωγής θερμότητας.
«Είναι η πρώτη φορά που έχουμε εντοπίσει πώς ενεργοποιείται μια εναλλακτική οδός παραγωγής θερμότητας, ανεξάρτητα από το κλασικό σύστημα», δήλωσε ο Kazak, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Βιοχημείας και Καναδική Έδρα στη Βιολογία Λιποκυττάρων. «Αυτό ανοίγει την πόρτα για να κατανοήσουμε πώς συνεργάζονται πολλαπλά συστήματα καύσης ενέργειας για να κρατήσουν το σώμα ζεστό ακριβώς στη σωστή θερμοκρασία».
Η ανακάλυψη θα μπορούσε να προωθήσει την έρευνα για τις ασθένειες των οστών
Το καφέ λίπος έχει προσελκύσει την προσοχή για τον πιθανό ρόλο του στην έρευνα για τον μεταβολισμό και την παχυσαρκία. Ενώ τα νέα ευρήματα μπορεί τελικά να συμβάλουν σε αυτούς τους τομείς, οι ερευνητές λένε ότι η πιο άμεση σημασία μπορεί να αφορά την υγεία των οστών, επειδή το TNAP έχει ήδη έναν καλά εδραιωμένο ρόλο στον σχηματισμό οστών.
Το ένζυμο TNAP είναι απαραίτητο για την ασβεστοποίηση, τη διαδικασία που χτίζει και διατηρεί γερά οστά. Οι μεταλλάξεις που μειώνουν τη δραστηριότητα του TNAP μπορεί να προκαλέσουν υποφωσφατάση, μια σπάνια διαταραχή που μερικές φορές ονομάζεται «μαλακό οστό». Η κατάσταση μπορεί να οδηγήσει σε κατάγματα, χρόνιο πόνο και σκελετικές ανωμαλίες. Ορισμένες κληρονομικές μεταλλάξεις έχουν κάνει τη διαταραχή πιο κοινή σε μέρη του Καναδά, συμπεριλαμβανομένου του Κεμπέκ και της Μανιτόμπα.
Μελετώντας τις μεταλλάξεις TNAP σε εργαστηριακά πειράματα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ο ίδιος μοριακός διακόπτης επηρεάζει άμεσα τα κύτταρα που είναι υπεύθυνα για την ανοργανοποίηση των οστών και τη σκλήρυνση που εμπλέκονται στα λιποκύτταρα που καίνε ενέργεια.
Η εργασία βασίζεται σε προηγούμενη έρευνα του συν-συγγραφέα Mark McKee του McGill και του συν-συγγραφέα José-Luis Milan του Sanford Burnham Pribys Medical Discovery Institute. Οι προηγούμενες προσπάθειές τους βοήθησαν στην ανάπτυξη της πρώτης στην κατηγορία θεραπείας ενζυμικής υποκατάστασης ειδικά σχεδιασμένη για ασθενείς με υποφωσφατάση με ελαττωματικά ένζυμα TNAP.
«Αυτή η ανακάλυψη ανοίγει την πόρτα σε έναν νέο τύπο θεραπείας, όπου η αύξηση της δραστηριότητας του ενζύμου TNAP μέσω του θύλακα γλυκερίνης του με φυσικές ή συνθετικές βιοδραστικές ενώσεις θα μπορούσε ενδεχομένως να ενισχύσει τις ευεργετικές δράσεις του ενζύμου στους ασθενείς, βοηθώντας στην αποκατάσταση της ανεπαρκούς ανοργανοποίησης των οστών σε υγιή επίπεδα», δήλωσε ο McKee, Professor of Dental Sciences and Faculinety of Sciences. και Canada Research Chair in Biomineralization.
Οι ερευνητές έχουν ήδη εντοπίσει δεκάδες πιθανά υποψήφια φάρμακα για μελλοντική έρευνα.
Σχετικά με τη μελέτη
Η μελέτη “Glycerol-driven TNAP activation in thermogenesis and mineralization” δημοσιεύτηκε από τους Mohammad Faiz Hussain, Lawrence Kazak et al. η φύση.
Το έργο περιελάμβανε συνεργασία με επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου, το Northeastern University, το Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute και το Maine Health Institute for Research. Η χρηματοδότηση προήλθε από τα Καναδικά Ινστιτούτα Έρευνας Υγείας, το Συμβούλιο Έρευνας Φυσικών Επιστημών και Μηχανικής του Καναδά και το Fonds de Recherche du Québec — Santé.
