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每次看到這種一個基因告別變胖的論文,我第一反應是「什麼夢裡才有的好事」,第二反應是「人類你真的進化得不行」。。。
近期,美國加州大學歐文分校的科學團隊在《自然·通訊》上發表論文[1],他們發現了一種經典代謝調節通路ampk的負調節因子saps3,抑制saps3能夠有效避免高脂飲食給小鼠帶來的各種代謝問題,甚至「暢享」45%脂含量的高脂大餐也完全不會長胖。
咱就是說,這種東西,當初為什麼要留在基因組裡啊?
論文題圖
先來說說ampk,ampk就是腺苷酸活化蛋白激酶,它能感知細胞內和整個生物體的代謝穩態,調節葡萄糖和脂肪酸等代謝,影響能量生成。ampk摻和的生理過程頗多,與糖尿病等代謝疾病以及癌症和衰老都能扯上關係,不過我們今天先只討論它能量代謝部分的功能。
當ampk激活,它就會促進能量的產生,也就是增加脂肪和糖的「燃燒」。不過與我們的意願背道而馳的是,這一般發生在身體缺能量的時候,當機體攝入充足乃至過剩,ampk反而並不積極主動。
ampk的各種功能[2]
是什麼抑制了ampk的工作熱情?
研究者發現,通過改變葡萄糖的供給能夠影響ampk的活性,通過分析這一過程中與ampk結合的特定複合物,研究者找到了目標,saps3。saps3是pp2a蛋白磷酸酶家族的催化亞基,能夠協助ampk去磷酸化,是抑制ampk活性的關鍵。
那麼抑制saps3,是不是就可以讓ampk持續上工了?
研究者敲除了小鼠的saps3,並給它們準備了一份熱量來源45%都是脂肪的高脂大餐。令人驚訝的是,這麼吃了16周之後,小鼠們彷彿吃的都是空氣,體重增長是完全看不到,跟吃標準鼠糧的對照組基本無異。
敲除saps3的小鼠血糖、胰島素耐量、肝脂肪等等代謝指標都沒有因為高脂飲食而受損。saps3敲除本身也不會帶來什麼健康問題。
所以啊,為啥啊,這玩意怎麼沒被進化掉啊。
這胖了嗎,我看是沒胖
由於肝臟在調節能量代謝上能量巨大,研究者們也嘗試了只敲除小鼠肝臟內的saps3,也足以減輕高脂飲食帶來的負面影響。
最後,研究者們系統地檢查了saps3敲除對代謝和基因表達帶來的影響。
有趣的是,當小鼠吃的是正常的飲食,那麼saps3存在與否幾乎是無所謂的。而當小鼠吃上高脂飲食,saps3才大放光彩,敲除saps3能夠逆轉高脂飲食誘導的代謝和轉錄改變,包括脂肪酸合成、葡萄糖攝取和糖酵解水平改變等等。
敲除saps3後上調和下調的基因
最後,雖然能想到,在食物資源尚且缺乏的舊時代,saps3這種能夠及時儲存多餘熱量以備後用的生物學機制是可以理解的,但是現代社會進步得太快了!咱們已經物質豐富了!不需要了!謝謝!
參考資料:
[1]yang, y., reid, m.a., hanse, e.a. et al. saps3 subunit of protein phosphatase 6 is an ampk inhibitor and controls metabolic homeostasis upon dietary challenge in male mice. nat commun 14, 1368 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-36809-1
[2]kim j, yang g, kim y, kim j, ha j. ampk activators: mechanisms of action and physiological activities. exp mol med. 2016 apr 1;48(4):e224. doi: 10.1038/emm.2016.16. pmid: 27034026; pmcid: pmc4855276.
本文作者丨代絲雨