Несмотря на эти убедительные результаты, генетические факторы риска, которые способствуют связи между двигательными нарушениями, ожирением и неврологическими расстройствами, изучены недостаточно. Дополнительные сведения об этих связях могут пролить свет на причины многих нейродегенеративных заболеваний и, возможно, привести к новым методам лечения.
Теперь новое исследование ученых из США.S.
Национальная лаборатория Лоуренса Беркли Министерства энергетики США (Berkeley Lab) выявила генетические факторы, влияющие на двигательную активность и массу тела у генетически разнообразной группы мышей. Исследователи также обнаружили, что гены, идентифицированные у мышей, значительно перекрываются с генами, связанными с неврологическими расстройствами и ожирением у людей.
Исследование, опубликованное 9 ноября в журнале Scientific Reports, предоставляет дополнительные доказательства связи между ожирением и нейродегенеративными заболеваниями.
Это также может помочь в поиске генетических корней неврологических заболеваний.
«Наше исследование обеспечивает новую основу для изучения генетических ассоциаций между моторикой, массой тела и заболеваниями, влияющими на центральную нервную систему», — говорит Антуан Снайдерс из отдела биологических систем и инженерии Berkeley Lab. Он проводил исследование с Цзянь-Хуа Мао и несколькими другими учеными из лаборатории Беркли.
Ученые изучили недавно созданную популяцию лабораторных мышей, специально выведенных так, чтобы быть генетически столь же разнообразной, как и человеческая популяция.
Эта модель мышей, получившая название Collaborative Cross, охватывает почти 90 процентов генетической изменчивости лабораторных мышей. Около 95 процентов генов болезней человека обнаруживаются в геноме мыши, что является важным ресурсом для исследований в области здоровья человека. Изучение мышей также позволяет ученым контролировать другие факторы помимо генетики, которые могут влиять на болезнь, такие как условия окружающей среды и диета.
Ученые использовали 365 мышей из мышиной модели, измеряя их массу тела и производительность вращающихся стержней в возрасте десяти недель. Поворотный стержень — это стержень, который со временем вращается быстрее, заставляя мышей балансировать, как лесоруб на соревнованиях по прокатке бревен. Как и ожидалось от такой генетически разнообразной популяции мышей, исследователи обнаружили широкий разброс в способности мышей балансировать на вращающемся стержне. Также, как и ожидалось, они обнаружили, что более тяжелые мыши не продержались на вращающемся стержне так долго, как более легкие.
Затем исследователи провели анализ генетического сцепления и обнаружили, что и производительность вращающегося стержня, и вес тела очень сложны, поскольку оба они включают большое количество регионов генома. В частности, они обнаружили 14 областей, связанных с массой тела, и 45 областей, связанных с производительностью вращающегося стержня.
Семь из этих областей перекрываются, в общей сложности 52 области, связанные с производительностью вращающегося стержня и массой тела.
Чтобы перенести эти результаты на людей, ученые сравнили 1694 мышиных гена в 52 регионах с человеческими генами, связанными с массой тела и неврологическими расстройствами, как было выявлено в нескольких исследованиях ассоциаций на уровне всего генома.
Они обнаружили, что 103 гена мыши в 39 из 52 областей перекрываются с 1766 генами человека.
Например, полногеномные исследования ассоциации выявили у людей 186 генов, связанных с болезнью Альцгеймера. Ученые из лаборатории Беркли обнаружили семь из этих генов у мышей.
Кроме того, 834 гена человека связаны с ожирением. Ученые обнаружили, что 48 из этих генов важны в экспериментах на мышах с ротородами. Подобные сильные совпадения были обнаружены для болезни Паркинсона, рассеянного склероза и других заболеваний.
«Это демонстрирует, что модель мышей Collaborative Cross может помочь нам найти генетические факторы риска неврологических и других заболеваний», — говорит Мао.
Мао и Снайдерс также используют мышей Collaborative Cross в проекте Microbes to Biomes для изучения и выявления взаимодействия кишечных микробов, их хозяев и окружающей среды.