Холестерин выполняет несколько жизненно важных функций в организме человека. Например, из этой молекулы состоят клеточные мембраны, и организм нуждается в ней для выработки витамина D и некоторых гормонов.
Однако чрезмерный уровень холестерина в крови в виде липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) является фактором риска развития атеросклероза — сужения артерий из-за накопления жировых бляшек — что может привести к инфаркту или инсульту.
Организм вырабатывает собственный холестерин в печени, а богатые им источники в пище включают яйца, красное мясо и масло. Однако, независимо от рациона, некоторые люди генетически предрасположены к развитию повышенного уровня холестерина в крови.
«К сожалению, мы не очень хорошо понимаем, как эти генетические различия могут влиять на различия в чертах отдельных людей, будь то повышенный холестерин или ожирение», — говорит Брайан Паркс, профессор наук в области питания в Университете Висконсин-Мэдисон.
Профессор Паркс провел новое исследование, результаты которого могут частично объяснить, почему у некоторых людей есть наследственный риск развития высокого уровня холестерина в крови. В работе изучается ген, который обычно сдерживает выработку холестерина в печени, когда повышается потребление холестерина с пищей.
Исследование было опубликовано в журнале Cell Metabolism.
Огромные базы данных
Работа опиралась на общегеномные исследования ассоциаций, которые исследуют огромные базы данных последовательностей генома для выявления взаимосвязей между конкретными генетическими вариациями и конкретными характеристиками, такими как определенные состояния здоровья.
Однако, хотя эти исследования могут сузить поиск, они не могут идентифицировать отдельные гены, которые ответственны за заболевание.
«Мы можем провести эти очень большие исследования на 500 000 человек, и мы можем определить области генома, которые связаны, например, с различиями в холестерине в крови», — говорит профессор Паркс. «Но это просто дает некий маяк, который светит. Это не говорит нам, какой основной ген или путь потенциально способствуют этой ассоциации».
Профессор Паркс и его команда разработали новую технику, которая сузит поиск. Она сочетает в себе силу статистических исследований по геномным ассоциациям со сложными деталями исследований на животных.
Техника основана на огромном генетическом совпадении между мышами и людьми. В среднем геномы мыши и человека на 85% генетических последовательностей похожи, исключая всю «мусорную ДНК», которая не кодирует белки и не имеет известной функции.
Исследователи впервые изучили печень мыши в лаборатории, выявив сеть из 112 генов, которые участвуют в синтезе холестерина.
Затем они провели поиск в базах данных генома человека, чтобы выяснить, какие из этих 112 генов перекрываются с последовательностями ДНК, которые исследователи связывают с высоким уровнем холестерина у людей.
Этот процесс помог им идентифицировать 54 гена, 25 из которых выделялись, потому что их роль в метаболизме холестерина или липидов ранее была неизвестна.
Дальнейший цикл испытаний сузил поиск еще дальше до гена под названием Sestrin1.
Отключение синтеза холестерина
Далее исследователи обнаружили, что Sestrin1 может остановить синтез холестерина в печени, когда в рационе доступно достаточное количество холестерина.
Когда они выключали ген из печени мышей, животные не могли регулировать уровень холестерина в крови. У них появлялся высокий уровень холестерина, даже когда они ели диету, содержащую обычно полезное количество этой молекулы.
Ученые говорят, что для подтверждения их результатов необходимы более масштабные исследования. Тем не менее, они считают, что их методика комбинирования данных о мышах и людях может идентифицировать другие гены, которые повышают риск конкретных заболеваний.
«Конечно, существует возможность распространить эту технику на другие признаки, такие как ожирение», говорит Паркс.
Их метод может предложить новые возможности для разработки персонализированной или точной медицины, благодаря которой врачи выбирают наиболее эффективные методы лечения для людей в соответствии с их генетическим профилем.
