Wissenschaftler schaffen „epigenetische couch-potato“ – Maus

Warum ist es, dass manche Menschen die Liebe zu üben, und andere hassen es? Die meisten Menschen würden davon ausgehen, es ist alles durch die Genetik, sondern eine neue, Baylor College of Medicine führte Studie an Mäusen zeigt zum ersten mal, dass eine unterschiedliche molekulare Niveau der Regulierung—die Epigenetik—spielt eine wichtige Rolle in der Bestimmung der angeborenen Antrieb zu trainieren. Epigenetik bezieht sich auf molekulare Mechanismen, die bestimmen, welche Gene an-oder ausgeschaltet in unterschiedlichen Zelltypen. Da epigenetische Mechanismen sind von Natur aus weicher als die Genetik, die Ergebnisse deuten auf eine mögliche Weise zu helfen „Programm“ Menschen zu genießen, mehr körperlich aktiv.

Heute in der Zeitschrift Nature Communications, Baylor-Forscher und Kollegen berichten über die überraschende Erstellung einer „epigenetischen couch-potato“ – Maus. Sie fanden heraus, dass in Neuronen in einem Teil des Gehirns bezeichnet den hypothalamus, Veränderungen in der DNA-Methylierung—Zusatz von methyl-Chemische tags, die in der DNA—haben einen großen Einfluss auf die Ebenen von Freiwilligen Verhalten ausüben.

„Wir untersuchen den Entwicklungs-Programmierung, bezieht sich auf, wie die Umwelt während der Entwicklung kann langfristige Auswirkungen auf das Risiko der Krankheit,“ sagte entsprechenden Autor Dr. Robert A. Waterland, professor für Pädiatrie—Ernährung bei der USDA/ARS-Kinder-Nutrition Research Center am Baylor und Texas-Kinderklinik.

In den letzten Jahren untersuchten die Forscher verschiedene Maus-Modelle zu verstehen, Entwicklungs-Programmierung der Energiebilanz, d.h. der Saldo von verbrauchten Kalorien vs. diejenigen, die Sie verbrannt. Eine anhaltende positive Energiebilanz führt zu übergewicht. Bemerkenswert ist, ob die frühen Umwelt-Einfluss der fetalen wachstumsrestriktion, Säuglings-überernährung, oder mütterliche übung während der Schwangerschaft, der langfristige Effekt auf die Energiebilanz war immer aufgrund der anhaltenden Veränderungen in der körperlichen Aktivität, nicht die Nahrungsaufnahme.

„Unsere früheren Ergebnisse zeigten, dass die Einrichtung der eigenen physischen Aktivität“ set-point “ kann beeinflusst werden durch eine frühzeitige Umgebung, und dies kann bedeuten, Epigenetik,“ sagte Waterland, die auch ein professor für molekular-und Humangenetik und Mitglied der Dan-L Duncan Comprehensive Cancer Center am Baylor.

Wie das Gehirn reguliert der Körper die Energie-balance

In der aktuellen Studie, Waterland und seine Kollegen ein experiment, das direkt zu testen, ob DNA-Methylierung im Gehirn beeinflusst die Energiebilanz. Sie konzentrierte sich auf den hypothalamus, eine Hirnregion, die eine zentrale Rolle spielt in der Energiebilanz, insbesondere, untersucht eine spezialisierte Untergruppe von hypothalamischen Neuronen, die sogenannten AgRP-Neuronen, berühmt für Ihre Rolle bei der Regulierung der Nahrungsaufnahme.

Die Forscher gestört DNA-Methylierung in AgRP-Neuronen durch die Deaktivierung des Dnmt3a-Gens. Dnmt3a ist verantwortlich für das hinzufügen von Methylgruppen an die DNA, vor allem im Gehirn während der frühen postnatalen Leben. Die Ergebnisse zeigten, dass, in der Tat, die DNA-Methylierung drastisch verringert wurde in AgRP-Neuronen dieser Mäuse. Die Forscher dann untersucht, ob diese von Tieren gewonnen oder verloren haben Gewicht, wenn Sie im Vergleich zu normalen Mäusen.

„Wir erwarten, dass sich mit der DNA-Methylierung in AgRP-Neuronen führen würde, zu großen Veränderungen der Tiere „Gewicht“, sagte Dr. Harry MacKay, ein postdoctoral fellow in der Waterland-Labor und ersten Autor von der Studie. „Etwas enttäuschend ist jedoch, dass der Dnmt3a-defizienten Mäusen nur geringfügig dicker als diejenigen, die waren nicht mangelhaft.“

Aber wenn die Forscher untersucht die Ursache dieser Veränderung in der Energiebilanz, die Dinge wurden interessanter. Das team erwartet zu finden, die Unterschiede in der Nahrungsaufnahme zwischen normal und Dnmt3a-defizienten Mäusen. Aber es gab keine. Stattdessen fanden Sie einen großen Unterschied in der spontanen Bewegung.

Die Forscher platziert laufen die Räder in der Tiere in Käfigen für acht Wochen und gemessen, wie viel Sie lief jede Nacht. Normal männliche Mäuse liefen über 6 Km (3,7 Meilen) jede Nacht, aber der Dnmt3a-defizienten Mäusen lief nur halb so viel und dementsprechend verlor weniger Fett. Wichtig ist, detaillierte Laufband-Studien zeigten, dass, obwohl diese lief nur halb so viel wie normale Mäuse, die Dnmt3a-defizienten Mäuse waren genauso in der Lage zu laufen. Sie hatten die Fähigkeit, schien aber nicht die Lust.