Почему это, что некоторые люди любят, чтобы тренироваться, и другие ненавидят его? Большинство людей было бы предположить, что это все из-за генетики, но нового коллежа Baylor медицины вел исследования у мышей впервые показано, что Различный молекулярный уровень регуляции — эпигенетика — играет ключевую роль в определении врожденных доехать до тренировки. Эпигенетика относится к молекулярные механизмы, определяющие, какие гены включаются или выключаются в различных типах клеток. Поскольку эпигенетические механизмы являются по своей природе более подвижны, чем генетика, результаты исследования показывают, потенциальный способ, чтобы помочь ‘программа’ людям нравится быть более физически активными.
Сегодня в журнале Природа коммуникации, Бейлор исследователи и коллеги сообщают удивительные создания ‘эпигенетические лежебока’ мыши. Они обнаружили, что нейроны в части мозга, называемой гипоталамус, изменения в метилировании ДНК, добавления химических теги метил в ДНК, оказывают существенное влияние на уровень добровольного поведения упражнение.
«Мы изучаем процесс развития программирования, который относится к тому, как окружающей среды в процессе разработки может иметь долгосрочное влияние на риск заболевания», — говорит автор, доктор Роберт А.-Ватерланд, профессор педиатрии — питание на МСХ/АРС детского питания исследовательского центра Университета Техаса Детская больница.
За последние несколько лет, исследователи изучили различные модели мыши для понимания программирования энергетический баланс развития, то есть, баланс потребляемых калорий и сожгли. Продолжительный положительный энергетический баланс приводит к ожирению. Удивительно, то ли ранние влияния окружающей среды было ограничение роста плода, младенца переедания, или материнской упражнения во время беременности, долгосрочный эффект на энергетический баланс был всегда из-за постоянных изменений в физической активности, не прием пищи.
«Наши более ранние результаты предположили, что создание физической активности ‘поставил точку’ могут быть затронуты раньше среды, и что это может быть связано с эпигенетика», — заявил аквапарк Waterland, который также является профессором молекулярной генетики и генетики человека и член Дэна л Дункан комплексный онкологический центр в Бэйлоре.
Как мозг регулирует энергетический баланс организма
В текущем исследовании, аквапарк Waterland и его коллеги разработали эксперимент, чтобы непосредственно проверить, является ли метилирование ДНК в мозге влияет на энергетический баланс. Они фокусировались на гипоталамусе, области мозга, которая играет центральную роль в энергетическом балансе и, в частности, изучал специализированное подмножество гипоталамических нейронов, называемых AgRP нейроны, известные за их роль в регулировании потребления пищи.
Исследователи нарушено метилирование ДНК в нейроны AgRP, отключив ген Dnmt3a. Dnmt3a отвечает за добавление метильных групп к ДНК, особенно в головном мозге во время ранней постнатальной жизни. Результаты показали, что, действительно, метилирование ДНК была существенно сокращена AgRP нейроны этих мышей. Затем исследователи проверили, действительно ли эти животные приобрели или потеряли вес по сравнению с нормальными мышами.
«Мы ожидали, что именно метилирование ДНК в нейроны AgRP приведут к значительным изменениям в весе животных,» сказал д-р Гарри Маккей, постдокторант в лаборатории аквапарка и первый автор исследования. «Несколько неутешительно, однако, Dnmt3a-дефицитных мышей были лишь немного толще, чем те, которые не были дефицитом.»
Но когда исследователи исследовали причину этого изменения в энергетическом балансе, все стало еще интереснее. Команды должны найти различия в потреблении пищи между нормальным и Dnmt3a-дефицитных мышей. Но их не было. Вместо этого они обнаружили большую разницу в спонтанных физических упражнений.
Исследователи помещали ходовых колес в клетках животных в течение восьми недель и измеряли, насколько они бегали каждый вечер. Нормальных самцов мышей бегала каждую ночь, примерно в 6 км (3,7 миль), но Dnmt3a-дефицитных мышей побежал вдвое меньше и, соответственно, потеряли меньше жира. Главное, подробных исследований на беговой дорожке показали, что, хотя они пробежали только половину столько, сколько нормальных мышей, Dnmt3a-дефицитных мышей были способны работать. Они имели возможность, но не хватает желания.
«Наши результаты показывают, что эпигенетические механизмы, такие как метилирование ДНК, которые создаются в мозге во время внутриутробной или ранней постнатальной жизни, играют важную роль в определении индивидуальной предрасположенности к осуществлению», — сказал Ватерланде. «В настоящее время, как снижение физической активности способствуют глобальной эпидемии ожирения, становится все более важно понять, как все это работает.»
Других авторов, пишущих в эту работу входит Гарри Маккей, К. Энтони Скотт, Джек Д. Дюрье, Мария С. Бакер, Элеонора Laritsky, марта л. Fiorotto, Руи Чэн Yumei Ли и Кристиан Coarfa (Бейлор медицинский колледж); Аманда и Ричард Элсон Е. Б. анализ умственных способностей (Университет Вандербильта) и Теодор Гарланд-младший (Калифорнийский университет в Риверсайде).
Эта работа была поддержана грантами от Министерства сельского хозяйства США (Крис 3092-5-001-059) и Национальные институты здоровья (NIH) (5R01DK111831). Секвенирование нового поколения была проведена в Медицинского колледжа Бэйлора функциональной геномики сердечником, который частично поддерживается них общий инструмент грант S10OD023469.