Ученые Университета Нового Южного Уэльса обнаружили, что одна часто встречающаяся у животных мутация митохондриальной ДНК может играть ключевую роль в ожирении и других проблемах со здоровьем, связанных с диетой с высоким содержанием углеводов, статья с результатами исследования опубликована в PLOS Genetics.
Это стало одним из результатов исследований, в рамках которых ученые наблюдали, как различные диеты влияют на популяции плодовых мух. Исследователи обнаружили удивительную разницу между двумя группами дрозофил при содержании их поочередно на двух типах питания: с высоким содержанием белков и высоким содержанием углеводов.
Личинки плодовых мух с отмеченной мутацией митохондриальной ДНК показали выраженный рост при употреблении бананов, содержащих большое количество углеводов, и почти не развивались, когда их кормили маракуйей с высоких содержанием белка.
И наоборот, личинки плодовых мух без мутации мтДНК хорошо росли на диете с высоким содержанием белка, но замедляли развитие, когда переходили на углеводы.
Профессор школы биотехнологии и биомолекулярных наук Университета Нового Южного Уэльса Билл Баллард, возглавлявший исследование, говорит, что эта работа является редкой демонстрацией положительного отбора в эволюции.
«Уникально в этом исследовании то, что мы идентифицировали одну мутацию в геноме митохондрий, которая при определенной диете становится преимуществом, и число мух растет - говорит он. - Затем, когда вы меняете тип питания на диету с высоким содержанием белка, число мух с мутацией снижается, а мух без мутации растет».
Исследование, выполненное учеными из Австралии, США и Испании, бросает вызов нейтральной теории молекулярной эволюции, которая говорит, что изменения видов на молекулярном уровне являются случайными, а не вызваны естественным отбором и не несут ни выгод, ни недостатков для вида».
Аспирант Сэм Товарницки, который является первым автором статьи, объяснил, почему это было больше, чем случайная нейтральная мутация.
«Селективное преимущество заключается в следующем: личинки, обладающие мутацией, употребляющие большое количество углеводов, взрослеют быстрее других мух с мутацией на белковой диете, - говорит он. - И мы обнаружили 10-процентную разницу в развитии только в одном поколении между этими двумя группами, что является огромным разрывом».
Ученые следили за 25 поколениями мух, и разрыв в развитии усиливался с каждым поколением.
Учитывая, что люди имеют 75 процентов тех же генов, что и плодовые мухи, а также одинаковые гены мтДНК, открытие, безусловно, является интригующим и говорит о том, что та же мутация, унаследованная мтДНК человека, может усваивать углеводы аналогичным образом.
Профессор Баллард говорит, что знание «митотипа» человека может помочь объяснить, почему диета с высоким содержанием углеводов у одних вызывает ожирение и диабет, а у других нет.
«Но это не столь плохие новости для людей, имеющих мутацию, - говорит он. - Конечно, вам нужно будет контролировать потребление углеводов, когда вы молоды, но, если вдруг у вас будет развиваться болезнь Паркинсона, диета с высоким содержанием углеводов поможет вам сохранить вес.
Ученые считают одним из результатов исследования открытие новой области для развития конкретных диет и лекарств для лечения болезни Паркинсона.
«Самым очевидным следствием нашей работы является то, что люди должны начать следить, чтобы их питание соответствовало их генотипу... Это растущая область «нутригеномики», - говорит профессор Баллард.
Он использует аналогию с различными физическими потребностями футбольной команды: некоторым игрокам нужна скорость, другим мышечная масса, а третьим понадобится слой жира.
«Знание митотипа человека поможет каждому человеку оптимизировать свою диету…», - считают ученые.
Второй важный фактор заключается в том, что наша активность
постоянно меняется, следовательно, меняться должна и еда, которой
мы кормим свое тело. Нужно понимать, какие цели мы преследуем.
Например, молодые люди могут ставить цель родить детей, а пожилые
– увеличить продолжительность жизни. Знание нашего митотипа
поможет нам определить лучшую диету для достижения жизненных
целей».
[Фото: hsto.org]
