• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Jaką rolę odgrywają zmiany DNA w cukrzycy

    23.09.2009. 15:12
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Szwedzcy naukowcy odkryli różnice w budowie i ekspresji genów odpowiedzialnych za zużycie energii przez komórki ludzkie u chorych na cukrzycę typu 2 i u osób zdrowych. Odkrycia opublikowane w czasopiśmie Cell Metabolism wskazują, że do rozwoju cukrzycy w ciele ludzkim mogą przyczyniać się zmiany epigenetyczne.

    Naukowcy ze szwedzkiego Instytutu Karolinska wyizolowali kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) pochodzący z mięśni chorych na cukrzycę i odkryli znaczniki chemiczne nieobecne u osób reagujących w normalny sposób na podwyższony poziom cukru we krwi. Według badaczy znaczniki epigenetyczne (np. powstałe w wyniki czynników zewnętrznych pochodzenia niegenetycznego) znajdują się na genie odpowiedzialnym za spalanie przez komórki paliwa, czyli glukozy oraz lipidów.

    Badacze zwrócili także uwagę na to, że znaczniki te znajdują się w mięśniach szkieletowych osób w stanie przedcukrzycowym charakteryzującym się występowaniem podwyższonego stężenia cukru we krwi, jednak niższego niż stężenie odpowiadające znacznikowi cukrzycy. Jeśli nie zostanie podjęte odpowiednie leczenie pacjenta w stanie przedcukrzycowym, cukrzyca typu 2 rozwinie się w ciągu 10 lat. Wyniki tego badania wskazują na to, że zmiany w DNA mogą wykazywać wczesny etap rozwoju choroby.

    Naukowcy stwierdzili, że chociaż zmiany te powodują szybkie przeprogramowanie działania genu, to nie wywołują zmian w pozostałej sekwencji DNA. Z tego powodu czynniki środowiskowe, takie jak ćwiczenia fizyczne i żywność, prawdopodobnie wywierają zarówno pozytywny, jak i negatywny wpływ na geny.

    Badanie wskazuje, że hipermetylacja (wzrost epigenetycznej metylacji grup funkcyjnych cytozyny i adenozyny w DNA) genu nazywanego PGC-1 alfa (koaktywator-1 alfa receptora gamma aktywowanego proliferatorami peroksysomów (PPAR gamma)) występuje także w wyizolowanych komórkach włókien mięśniowych po poddaniu ich wpływowi czynnika zapalnego lub wolnego kwasu tłuszczowego. Natomiast zmiany zaobserwowane w trakcie tego badania nastąpiły w dojrzałych komórkach ciała.

    "Zmiany te następują w przypadku poddania mięśni wpływowi czynników podobnych do cukrzycy", wyjaśniła profesor Juleen Zierath z Wydziały Medycyny i Chirurgii Molekularnej Instytutu Karolinska.

    Profesor Zierath wraz ze swym współpracownikiem Romainem Barr?s będącym głównym autorem badania zauważyli, że zmiany śladu epigenetycznego wydają się znajome. Badania wykazały, że chemiczna modyfikacja genów jest odpowiedzialna za zmiany następujące wraz z różnicowaniem komórek, będącym mechanizmem, dzięki któremu komórki zyskują specjalizację w celu wykonywania określonych funkcji w tkankach i narządach ciała. Są one odpowiedzialne za wytwarzanie keratyny (skleroproteina włóknista) w skórze, ale nie we krwi.

    "Proces jest znacznie bardziej dynamiczny, niż nam się początkowo wydawało", zauważa profesor Zierath. "Uwarunkowania genetyczne diabetyków są ważne, ale dowiedzieliśmy się, że zmiany epigenetyczne przebiegające przez cały czas w naszych genach mogą modyfikować naszą fizjologię w znaczący sposób".

    Badania na ludziach dotyczące poprzedniego pokolenia wykazały, że czynniki dietetyczne mogą mieć wpływ na regulację genów u chorych na cukrzycę. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że status żywieniowy dziadków jest ściśle powiązany ze zwiększonym ryzykiem śmierci w wyniku powikłań cukrzycowych u ich wnuków.

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Cell Metabolism:
    http://www.cell.com/cell-metabolism/home

    Instytut Karolinska:
    http://ki.se/ki/jsp/polopoly.jsp;jsessionid=az4aUyq3tP29UUNT8o?l=en&d=130

    Źródło danych: Cell Metabolism; Instytut Karolinska
    Referencje dokumentu: Barr?s, R., et al. (2009) Non-CpG Methylation of the PGC-1alpha Promoter through DNMT3B Controls Mitochondrial Density. Cell Metabolism, 10:189-198. DOI: 10.1016/j.cmet.2009.07.011.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Retinopatia cukrzycowa (łac. retinopathia diabetica) – uszkodzenie naczyń krwionośnych siatkówki oka pojawiające się w przebiegu cukrzycy, zaliczane do mikroangiopatii cukrzycowej. Zmiany te rozwijają się wprost proporcjonalnie do długości cukrzycy oraz jej typu. Po 20 latach trwania cukrzycy stwierdza się u prawie wszystkich chorych na cukrzycę typu 1 oraz u 60% osób chorych na cukrzycę typu 2. Podstawowe znaczenie w patogenezie mają hiperglikemia i nadciśnienie tętnicze. Istotne są procesy prowadzące do nasilenia stresu oksydacyjnego i nadmierne wytwarzanie czynników wzrostu (IGF-1, PEDF). Doustne leki przeciwcukrzycowe – grupa leków w postaci tabletek stosowanych w cukrzycy. Leki te różnią się pod względem mechanizmu działania, profilu farmakologicznego, ale ich wspólną cechą jest zasadniczy efekt działania – obniżanie stężenia glukozy we krwi (działanie hipoglikemizujące). Doustne leki przeciwcukrzycowe znajdują zastosowanie przede wszystkim w leczeniu cukrzycy typu 2, oraz niektóre z nich (pochodne biguanidowe) pomocniczo w wybranych przypadkach cukrzycy typu 1 (zmniejszenie wahań glikemii poposiłkowej, obniżenie poziomu lipidów). Cukrzyca typu MODY (MODY – akronim od ang. Maturity Onset Diabetes of the Young) – grupa rzadkich i uwarunkowanych genetycznie postaci cukrzycy, których objawy pojawiają się u osób w wieku 15-35 lat, a ich przebieg kliniczny jest zbliżony do cukrzycy typu 2. W przeciwieństwie do typu 1, który zawsze wymaga przyjmowania insuliny, chorzy z MODY często mogą przyjmować leki doustne. Stanowią 1–5% wszystkich przypadków cukrzycy.

    Ścieżka sygnałowa, transdukcja sygnału w komórce - szereg następujących po sobie procesów biochemicznych w komórce, zapoczątkowanych aktywacją receptora powierzchniowego lub wewnątrzkomórkowego przez sygnał zewnątrzkomórkowy (np. hormon, neuroprzekaźnik). Końcowym efektem tych procesów jest powstanie odpowiedzi komórkowej, którą mogą być np. zmiany w ekspresji określonych genów, zmiany w procesach metabolicznych, podział komórki lub jej apoptoza. Cheiroartropatia cukrzycowa (ang. diabetic cheiroartropathy) – choroba o nieznanej patogenezie, występująca u 20–60% osób chorych na cukrzycę (według innych autorów 8–50%), polegająca na występowaniu zgrubienia i stwardnienia skóry ręki i bezbólowym ograniczeniu jej ruchomości. Najczęściej zajęta jest grzbietowa część rąk, ale zmiany skórne można zaobserwować również na innych częściach ciała.

    Cukrzyca – grupa chorób metabolicznych charakteryzująca się hiperglikemią (podwyższonym poziomem cukru we krwi) wynikającą z defektu produkcji lub działania insuliny wydzielanej przez komórki beta trzustki. Przewlekła hiperglikemia wiąże się z uszkodzeniem, zaburzeniem czynności i niewydolnością różnych narządów, szczególnie oczu, nerek, nerwów, serca i naczyń krwionośnych. Ze względu na przyczynę i przebieg choroby, można wyróżnić cukrzycę typu 1, typu 2, cukrzycę ciężarnych i inne. Artropatia neurogenna, inaczej stawy Charcota – zmiany zwyrodnieniowe stawów rozwijające się na podłożu zaburzeń czucia dotyku, propriocepcji i kontroli mięśni szkieletowych przez nerwy ruchowe, najczęściej stanowiące późne powikłanie cukrzycy i polineuropatii cukrzycowej.

    Naprawa DNA – szereg procesów prowadzących do identyfikacji i naprawy zmian w cząsteczkach DNA w żywej komórce. W komórkach organizmów żywych procesy metaboliczne i czynniki środowiskowe mogą powodować uszkodzenie DNA. W każdej komórce codziennie ma miejsce nawet milion takich uszkodzeń. Wiele z nich powoduje trwałe zmiany w cząsteczce DNA, które mogą upośledzić albo pozbawić komórkę możliwości prawidłowej transkrypcji kodowanego przez uszkodzony fragment DNA genu. Inne uszkodzenia mogą skutkować potencjalnie groźną dla genomu komórki mutacją, dotyczącą tej komórki i wszystkich następnych powstałych z niej po podziałach. Oznacza to, że proces naprawy DNA w komórce musi być cały czas aktywny, by móc szybko i skutecznie niwelować skutki każdego uszkodzenia komórkowego DNA. Nomic Game to eksperymentalna gra, której głównym założeniem jest możliwość zmiany reguł w trakcie gry. Początkowe reguły normują tylko sposób, w jaki powinny być dokonywane kolejne zmiany, ale same mogą zostać zniesione lub zmienione w drodze głosowania.

    Dodano: 23.09.2009. 15:12  


    Najnowsze