제2형 당뇨병과 비만은 유전되나요?

: By Vardhman Rakyan, 런던 퀸 메리 대학

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유형 2 당뇨병과 비만은 유전됩니까?

인간 유전학 연구에서 가장 흥미 진진한 최근의 발전은 수천 명의 사람들의 유전 적 변이에 대한 대규모 체계적 연구를 수행하는 능력이었습니다. 이 게놈 - 넓은 연관 연구 (GWASs)는 많은 다른 복잡한 질병에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으켰습니다.

그러나 이러한 진보에도 불구하고 우리는 아직도 많은 건강 상태의 유전 가능성 중 일부만을 설명 할 수 있습니다. 내 실험실에있는 연구에서 방금 과학에 발표했다.우리는 사람의 속성이 이전 연구에서 간과 되어온 게놈의 예기치 않은 부분의 유전 적 변이에 강하게 영향을받을 수 있음을 보여줍니다.

사람의 속성을 결정할 때 유전학과 함께 역할을하는 환경 요인도 자궁에 존재합니다. 자손이 자궁에있을 때 어머니가 환경 적으로 경험하는 것 (식이, 스트레스, 흡연 포함)은 어른이되었을 때 자손의 특성에 영향을 줄 가능성이 있습니다. 이 "발달 프로그래밍"은 오늘날 볼 수있는 비만 전염병의 큰 원인으로 이해됩니다.

이 과정의 핵심 플레이어는 후성 유전학입니다. Epigenetics는 게놈 외부에 앉아서 DNA의 어느 비트를보다 활성화 또는 비활성으로 할 것인지 결정합니다. 그러한 변형 중 하나는 메틸 그룹이라고 불리는 화합물로 DNA를 표지하는 것이다. 메틸 그룹은 유전자가 발현되는지 여부를 결정합니다. 간세포와 신장 세포는 그들의 후생적인 표식과 별개로 유 전적으로 동일하다. 자궁의 열악한 환경에 대응하여 자손의 후생 적 프로파일이 바뀔 것이라고 제안되었습니다.

본 연구에서는 저 단백질식이 요법 (8 % 단백질)과 정상식이 요법 (20 % 단백질)이 주어지면 임신 한 생쥐의 자손을 비교했습니다. 그들이 이유 된 후에, 모든 자손은 정상적인 식단을 받았다. 우리는 그 후 자손의 DNA 메틸화의 차이점을 관찰하여 저 단백질식이를 먹는 생쥐가 정상식이를 가진 생쥐와 비교했다.

잘못된 곳을보고있다.

처음에는 아무 것도 발견하지 못 했으므로 큰 놀람 이었지만, 우리는 ribosomal DNA (rDNA) 데이터를보고 큰 후성 유전 학적 차이를 발견했습니다. Ribosomal DNA는 세포 내에서 단백질을 만드는 기계 인 리보솜을 형성하는 유전 물질입니다.

세포가 스트레스를 받으면 (예 : 영양소 수준이 낮을 때) 생존 전략으로 단백질 생산을 변경합니다. 어머니가 저 단백질식이 요법을 먹인 쥐에서 우리는 메틸화 된 rDNA를 발견했다. 이로 인해 rDNA의 발현이 느려지고 25 %만큼 더 작은 자손이 생겼습니다.

이러한 후성 유전 효과는 자손이 자궁에있는 동안 중요한 발달 창에서 발생하지만 성인으로 남아있는 영구적 인 효과입니다. 따라서 임신 중 저 단백질식이 요법은 출산 후 자손의식이에 비해 후손의 후성 상태와 체중에 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.

후성 유전체 마커를 살펴보면 rDNA의 기본적인 유전 적 서열을 조사했을 때 훨씬 더 큰 놀라움을 발견했습니다. 연구에서 모든 쥐가 유 전적으로 동일하게 자라 났음에도 불구하고 개개의 생쥐 사이의 rDNA는 유 전적으로 동일하지 않으며, 개별 마우스 내에서도 rDNA의 다른 사본은 유 전적으로 별개임을 발견했습니다. 따라서 rDNA에는 거대한 변이가 존재하며, 이는 자손의 특성을 결정하는데 큰 역할을합니다.

모든 주어진 게놈에는 rDNA의 사본이 많이 있으며, rDNA의 모든 사본이 후생 적으로 동일한 방식으로 반응하는 것은 아닙니다. 한 종류의 rDNA - "A-variant"만이 메틸화를 거쳐 체중에 영향을 미치는 것처럼 보였습니다. 이것은 주어진 마우스의 후성 반응이 그들의 rDNA의 유전 적 변이에 의해 결정된다는 것을 의미합니다. 더 많은 A 변이 rDNA가있는 사람은 더 작아집니다.

2 당뇨병 유형의 유전 가능성 (유전 적 요인에 의해 질병의 위험이 얼마나 많이 설명되는지)은 다른 연구에서 25 %와 80 % 사이 인 것으로 추산됩니다. 그러나 20 당뇨병의 유전 적 특성 중 2 %만이 질병에 걸린 사람들의 게놈 연구에 의해 설명되었습니다.

리보솜 DNA의 유전 적 변이가 그렇게 강한 영향을 미친다는 사실은 사람들의 GWAS가 퍼즐의 핵심 부분을 잃어 버릴 수 있다는 것을 암시한다. 지금까지 그들은 사람들의 게놈의 단일 사본 부분만을 살펴 봤기 때문이다. 인간의 rDNA에 대한 유전 적 및 후 발생 적 분석은 다양한 인간 질병에 대한 매우 중요한 통찰력을 제공 할 수 있습니다.