Что превратило человека в «жирного примата»?

26 июня 2019

Чаще всего обвиняется нездоровая пища или отсутствие физических упражнений. Однако эволюция сделала нас тучными задолго до современной эпидемии ожирения. «Мы просто толстые приматы по своей природе», – констатирует Деви Суэйн-Ленц, аспирант-биолог из Университета Дьюка.

Тот факт, что по сравнению, скажем, с шимпанзе люди являются более упитанными, уже давно не новость для ученых. Опубликованные данные могут иметь большое значение для наших попыток объяснить себе такую судьбу.

Несмотря на то, что изначально у шимпанзе и пралюдей были почти идентичные последовательности ДНК, где-то произошло критическое расхождение в способах упаковки ДНК в жировые клетки, – полагают Д.Суэйн-Ленц и ее коллеги. В результате, по словам исследователей, уменьшилась способность человеческого организма превращать «плохой», накапливающий калории жир в жир «хороший», сжигающий калории.

Результаты были опубликованы 24 июня 2019 года в журнале «Genome Biology and Evolution».

Если сравнивать с нашими ближайшими родственниками в животном мире, то даже у людей с шестью кубиками брюшного пресса и накачанными руками имеются значительные запасы жира. Другие приматы имеют менее 9% жира в организме, тогда как здоровый диапазон для людей составляет от 14% до 31%.

Чтобы понять, как люди стали «жирным приматом», группа под руководством Д.Суэйн-Ленц и биолога Грега Рэя сравнивала образцы жира людей, шимпанзе и более отдаленно связанных видов обезьян, – в частности, макак-резусов. Используя технику под названием ATAC-seq, они сканировали геном каждого вида на предмет различий в том, как упакованы гены их жировых клеток.

Обычно большая часть ДНК в клетке сворачивается в спирали и петли, будучи плотно намотанной вокруг белков, и только некоторые участки упакованы достаточно свободно для того, чтобы оставаться доступными для клеточного механизма включения и выключения генов.

Исследователи идентифицировали примерно 780 областей ДНК, которые были доступны у шимпанзе и макак, но у людей оказались более сгруппированными.  Исследуя в деталях эти участки, ученые также заметили повторяющийся фрагмент ДНК, благодаря которому жир преобразуется из одного клеточного типа в другой.

Не все жиры одинаковы, поясняет Д.Суэйн-Ленц. Бо́льшая доля приходится на белый жир, который хранит калории. Это то, что придает характерную «мраморность» стейку и накапливается вокруг нашей талии.  С другой стороны, специализированные жировые клетки, называемые коричневым жиром, для выработки тепла и поддержания гомеостаза могут сжигать калории, вместо того чтобы накапливать их.

Согласно полученным результатам, одна из причин нашей полноты заключается в том, что области генома, отвечающие за трансформацию белого жира в коричневый, были по существу заперты, – спрятаны и, так сказать, закрыты для бизнеса, – у людей, но не у шимпанзе.

«Мы частично утратили способность трансформировать жировые клетки, и поэтому обрастаем белым жиром, – говорит Суэйн-Ленц. – По-прежнему можно активировать ограниченное количество коричневого жира в организме, подвергая себя, например, воздействию низких температур, но мы должны специально работать над этим».

Подобно шимпанзе, люди нуждаются в жировых подушках вокруг жизненно важных органов, а также во внутренней защите от холода и голода. Но эволюционные предшественники современного человека могли нуждаться в жире и по другой причине, – предполагают исследователи, – как в дополнительном источнике энергоснабжения для растущего и вечно голодного мозга.

За шесть-восемь миллионов лет, прошедших с момента эволюционного разделения людей и высших приматов, человеческий мозг увеличился примерно в три раза. Головной мозг шимпанзе остался прежним.

Изучая способность коричневого жира сжигать калории, многие исследователи пытаются выяснить, может ли стимуляция превращения белого жира в коричневый облегчить процесс похудения. Д. Суэйн-Ленц считает, что полученные ее группой результаты когда-нибудь могут быть использованы в борьбе с ожирением, но до этого еще далеко:

«Возможно, мы могли бы определить группу генов, которые нам нужно включить или выключить, но я не думаю, что это столь же просто, как щелкнуть выключателем. Если бы это было так, мы бы поняли это давным-давно».

 

По материалам сайта Science Daily