Ние сме дебели, защото сме умни

Защо хората сме много по-дебели от най-близките ни роднини приматите, въпреки че споделяме 99% от същата ДНК?

Ново проучване показва, че част от отговора може да е свързана с древна молекулярна промяна в начина на пакетиране на ДНК в мастните клетки, която ограничава способността на тялото ни да превръща „лошата“ бяла мазнина в „добра“ кафява мазнина.

Обвиняваме нездравословната храна или липсата на движения. Но много преди съвременната епидемия на затлъстяване еволюцията ни е направила дебели.

"Ние сме дебелите примати", коментира Деви Суейн-Ленц (Devi Swain-Lenz), постдокторант по биология в Университета Дюк.

Въпреки че имат почти идентични ДНК последователности, Суейн-Ленц и нейните колеги откриват, че шимпанзетата и първите хора са претърпели важни промени в начина на пакетиране на ДНК в своите мастни клетки. В резултат на това, казват изследователите, се е намалила способността на човешкия организъм да превърне "лошата" калорична мазнина в "доброто" изгаряне на калориите.

Резултатите са публикувани в списание Genome Biology and Evolution.

В сравнение с най-близките ни роднини сред животните, дори хората с шест плочки и надути бицепси имат значителнo количество мастни запаси, отбелязват изследователите. Докато другите примати имат по-малко от 9% телесни мазнини, здравословният диапазон за хората е от 14% до 31%.

За да разберат как хората са станали дебели примати, екипът, ръководен от Суейн-Ленц и биолога Грег Рей (Greg Wray) сравняват проби мазнини от хора, шимпанзета и по-далечно свързани видове маймуни - макаци резус. Използвайки техника, наречена ATAC-seq, те сканират генома на всеки вид за разлики в начина на пакетиране на ДНК на мастните им клетки.

Обикновено по-голямата част от ДНК в клетката се концентрира в спирали и бримки и плътно се навива около протеините, така че само определени участъци ДНК са достатъчно свободно опаковани, за да са достъпни за клетъчния механизъм, който включва и изключва гените.

Изследователите идентифицират приблизително 780 ДНК участъка, които са достъпни при шимпанзетата и макаците, но са останали по-нагънати при хората. Разглеждайки подробно тези области, екипът забелязва и повтарящ се фрагмент от ДНК, който помага за преобразуването на мазнините от един тип клетки в друг.

Мазнините не са еднакви, обяснява Суейн-Ленц. Повечето мазнини се състоят от съхраняващи калории бели мазнини. Те представляват белите жилки в пържолата и се натрупват около кръста ни. От друга страна, специализираните мастни клетки, наречени кафяви мазнини, могат да горят калории, вместо да ги съхраняват, за да генерират топлина и да ни пази от студовете.

Изследването показва, че една от причините, поради които сме толкова дебели, е, че участъците на генома, които помагат за превръщането на белите мазнини в кафяви, по същество са заключени и неработещи при хората, но не и при шимпанзета.

"Загубили сме част от способността да превключваме мастните клетки към бежови или кафяви мазнини и сме останали с белите мазнини", коментира Суейн-Ленц. Все още е възможно обаче да се активира ограничената кафява мазнина на организма, като се правят неща като излагане на ниски температури, обяснява тя, "но трябва да работим за това".

Хората, също като шимпанзетата, се нуждаят от мазнини за буфер на жизненоважните органи, да ни изолират от студа и да ни предпазят от глад. Но ранните хора може да са имали нужда да се натрупват и по друга причина, отбелязват изследователите - като допълнителен източник на енергия за подхранване на нашите растящи и гладни мозъци.

През тези шест до осем милиона години, откакто хората и шимпанзетата се разделят и тръгват по различни еволюционни пътища, човешкият мозък приблизително е утроил размера си. Мозъците от шимпанзето са си същите.

Човешкият мозък използва повече енергия, отколкото всяка друга тъкан.

Смята се, че насочването на мастните клетки към съхраняване на калории в бели, а не изгарянето на калории на кафявите мазнини, е дало еволюционно предимство на нашите предци.

Различията, които изслкедователският екип е открил сред приматите, един ден може да бъдат използван, за да се помочне  на пациенти със затлъстяване.

"Може би бихме могли да разберем коя група гени трябва да включим или изключим, но все още сме много далеч от това", заяви Суейн-Ленц. "Не мисля, че е толкова просто. Ако беше така, щяхме да разберем това преди много време", обяснява тя.

Още по темата

11/12/2018

Животът

Промяната на един ген ще ни позволи да ядем колкото си искаме, без да дебелеем