Suur genoomiuuring: ülekaalul on geneetiline alus
Tartu ülikooli Eesti geenivaramu teadlaste abiga tehtud uuring selgitab, miks mõnel inimesel tõuseb kehakaal ning arenevad välja rasvumisega seotud tingimused lihtsamini kui teisel.
Miks mõned inimesed võtavad kaalus juurde ja teised mitte? Miks ühel koguneb rasv kõhule, aga teisel puusadele? Seni suurim geneetiliste variatsioonide uuring püüdis tabada selle taga peituvaid geneetilisi põhjusi.
Analüüsides rohkem kui 300 000 inimese geeniproove leidsid teadlased üle 140 asupaiga üle kogu genoomi, mis mängivad olulist rolli erinevates rasvumistunnustes.
Töö on esimene samm, et leida individuaalseid geene, mis mõjutavad kehakuju ja –suurust. Nende geenide toodetud proteiinid võivad saada tulevikus ravimite arendamise sihtmärgiks. Praegu ei ole olemas ühtegi pikaajalist ravimeetodit, mis suudaks ohjeldada globaalset rasvumisepideemiat.
Uuringu läbiviimisel osales nelja aasta jooksul 500 teadlast üle maailma, sealhulgas TÜ Eesti geenivaramu teadlased.
Geenivaramu vanemteadurite Tõnu Esko ja Reedik Mägi ülesanne oli korrastada tuhandeid tulemusfaile ja teha analüüse. Lisaks osalesid nad töörühmas, mis kasutas bioinformaatilisi meetodeid, et tuvastada põhjuslikke geene ja bioloogilisi radasid. Esko sõnul kuluks ühel inimesel, kelle käsutuses ei ole võimsaid teadusarvutuskeskusi, sarnase uuringu pelgalt arvutusliku poole läbi viimiseks vähemalt 50 aastat. “Sellised avastused teeb võimalikuks üksnes väga suur koostöö,” nentis Esko.
Kas ülekaalulisus on meil geenides?
Geenide mõju naiste kehakujule on suurem kui meestel
Üks osa tööst keskendus sellele, kuidas mõjutavad geeni erinevad alleelid seda, kuhu keha peal rasv tekib. Inimestel kelle piht on suurem kui puus, on rohkem rasva ümber kõhuõõne organite, mistõttu kimbutavad ainevahetushaigused nagu teist tüüpi diabeet ja südame-veresoonkonna probleemid neid inimesi tihedamini kui neid, kelle keharasv on kogunenud puusade juurde või jaotatud võrdselt üle kogu keha.
Ülekaalulisus tekitab mitmeid tervisehädasid. Kuigi tüseduse peamiseks põhjuseks peetakse toiduküllust kombineerituna vähese füüsilise aktiivsusega, ei ole teada, millised bioloogilised rajad rasvumist mõjutavad.
“Uuringust selgus, et ülekaalulisus pole põhjustatud mõne üksiku, vaid sadade geenide keerukast koosmõjust,” selgitas Esko. “Leidsime, et kehamassiindeksi kujunemisel mängivad rolli vähemalt 100 piirkonda üle kogu genoomi. See tähendab, et iga üksik geenivariant kirjeldab ära murdosa, umbes 0,01 protsenti, riskidest. Kõik 100 varianti kombineerituna aga umbes kolm protsenti,” lisas ta.
Esko hinnangul selgus üllatuslikult, et energia liigne salvestamine keharasvana ei olene mitte sellest, kui efektiivselt tarbitud toit seeditakse, vaid pigem sellest, mil viisil organism omandatud energiat kasutab. Nimelt, olid peaaegu kõik tüsedusega seostatud geenid seotud ka kesknärvisüsteemi funktsioonidega. Geenid jagunesid bioloogilistesse radadesse, mis mõjutavad isu ning reguleerivad ainevahetusradu.
“Ülekaalulisust võiks suuresti käsitleda kui käitumuslikku häiret,“ lausus Esko. „Kuna bioloogilised rajad nagu õppimine, mälu ning emotsioonid viitavad erinevatele sõltuvusega seotud mehhanismidele nagu nauding, rahulolu ning positiivsed tunded”.
Vöö- ja puusaümbermõõtu käsitlev uuring tuvastas rea geneetilisi variante, mis mõjutavad seda, kuhu rasv salvestatakse. Selgus, et geenide mõju naiste kehakujule on tunduvalt suurem kui meestel. Kehakujuga seotud bioloogilised rajad on peamiselt seotud toidu seedimise, rasvade transpordi ning ladestamismehhanismidega.
Kehamassiindeks on seotud geneetiliste faktoritega
Kehamassiindeksile keskenduvas uuringu osas tuvastasid teadlased 97 tüsedusega seotud genoomi piirkonda. See kolmekordistas senini teada olevat arvu.
Üks artikli põhiautor, Michigani ülikooli arvutusliku meditsiini ja bioinformaatika dotsent Elizabeth Speliotes tõdes, et uuring näitab, et eelsoodumust rasvumisele ja kõrgele kehamassiindeksile ei põhjusta üks kindel geen või geenimuutus. “Suur arv geene teeb vähetõenäoliseks võimaluse, et üks ravistrateegia toimib kõigile ning avab ukse võimalustele, kuidas kasutada geneetilisi juhtlõngu, et saada jagu rasvumisest,“ leidis ta.
Tõnu Esko sõnul tuleb nüüd välja selgitada, millised geenid tegelikult ülekaalulisusega seotud on. Ta lisas, et lähtuvalt inimese genoomi struktuurist ning tulenevalt uuringu läbiviimise metoodikast ei ole veel võimalik öelda, millised geenid konkreetselt ülekaalulisust põhjustavad. Keskenduda tuleks mehhanismidele, mis mõjutavad organismi energeetilist tasakaalu ning erinevatele mehhanismidele, mis mõjutavad positiivseid emotsioone.
“Uuring tekitas ka uusi küsimusi kesknärvisüsteemi keskse rolli kohta rasvumisel,” rääkis Esko. “Eelnevalt oli teada, et isu reguleerivad mehhanismid on olulised tüseduse kujunemisel. Leid, et peaaegu kõik ülekaalulisusega seotud mehhanismid viitavad aju funktsioonidele, oli suureks üllatuseks.”
Parem arusaam geenimehhanismidest aitab mõista, miks ainult osa rasvunud inimestest haigestub ainevahetushaigustesse nagu diabeet ning on kõrge kolesteroolitasemega. Lisaks võib see aidata edasi viia rasvumise ravimist ning ainevahetushaiguste ennetamist nendel inimestel, kes juba on rasvunud.
Võtmeleiud:
- Suurim geneetilise seostatuse uuring kolmekordistas geneetiliste kohtade arvu, mis mängivad rolli inimese rasvumises.
- Kuigi dieet ja trenn on olulised, toob uuring rohkem välja geneetika rolli inimeste kehakaalus juurde võtmises ja kohtades, kuhu rasv koguneb.
- Ei ole üksikut geeni või geenivarianti, mis tekitaks rasvumist.
- Uued geneetilised leiud avavad ukse uutele bioloogilistele uuringutele, mis võiksid viia rasvumise ja sellest tulenevate komplikatsioonide parema ravini.
Uurimused “Genetic Studies of Body Mass Index Yield New Insights for Obesity Biology” ja
“New Genetic Loci Link Adipose and Insulin Biology to Body Fat Distribution” ilmusid ajakirjas Nature.