Обширные исследования липидомики выявляют признаки метаболического здоровья и болезней

        

Ученые из EPFL и Университета Висконсин-Мэдисон провели одно из самых обширных исследований липидомики на сегодняшний день, связывая почти 150 различных видов липидов с их соответствующими генетическими регуляторами, выявляя сигнатуры метаболического здоровья и болезней. Опубликовано в двух статьях в Cell Systems, исследование является важной вехой в науке о метаболизме.

Биология пеленается в липидах: жиры, масла и даже восковые капсулы и их органеллы, опосредуют поток обширных биологических информационных сетей, защищают хрупкие ткани и хранят существенную энергию у нескольких организмов.

Однако, несмотря на их важность, липиды традиционно являются одними из самых сложных биомолекул для изучения из-за разнообразия их молекулярных структур, которые не определяются четко определенными строительными блоками и простыми правилами, которые определяют ДНК, РНК и белки. И это разнообразие означает, что, в отличие от построения и анализа баз данных генома и транскриптома, липиды требуют более специализированных аналитических процедур.

Из-за этого очень сложно изучать физиологическую функцию подавляющего большинства видов липидов или то, как они так точно регулируются в клетках. Но в то время как технологии липидомики прогрессируют, перевод их результатов в медицинские приложения и их внедрение в клинические лаборатории все еще является серьезной проблемой.

Это задача, которую команда Йохана Ауверкса в EPFL в сотрудничестве с группой Дейва Паглиарини в Университете Висконсина-Мэдисона взяла на себя измерение почти 150 видов липидов в крови и печени мышей. Они также следовали этому путем выявления генетических регуляторов каждого вида липидов, а также их физиологических функций.

Исследователи использовали системные генетические подходы для объединения данных липидомики с другими наборами данных «omics» (феномика, протеомика, транскриптомика) из этой популяции мышей (так называемый BXD). Подход идентифицировал виды липидов плазмы и крови из разных классов липидов в качестве сигнатур здоровых или нездоровых метаболических состояний.

Например, ученые продемонстрировали семь видов триглицеридов плазмы в качестве сигнатур здоровой или жирной печени и безалкогольной жирной болезни печени (NAFLD). Их наблюдение было подтверждено в независимой диетической и терапевтической модели NAFLD у мышей и в плазме у пациентов с NAFLD.

«Этот вывод подпитывает оптимизм в отношении того, что виды липидов могут служить сигнатурами или биомаркерами, которые заменят биопсию инвазивных тканей, используемую в настоящее время для диагностики таких заболеваний, как NAFLD, – просто путем измерения конкретных видов липидов в крови», – говорит Йохан Ауверкс.

]

В опубликованной вместе сопутствующей статье авторы идентифицируют в качестве подписи здоровой или жирной печени подмножество липидов кардиолипина, которые являются основными фосфолипидами во внутренней мембране митохондрий.

В обеих работах исследователи указывают несколько генетических местоположений, которые могут регулировать продукцию липидных видов. Сравнивая генетические данные от популяции мыши BXD с данными из так называемых генетических исследований ассоциаций, связанных с липидными нарушениями у людей, они смогли идентифицировать общие гены между мышами и людьми, которые регулируют липиды.

«Анализ липидов и поиск их физиологической роли никогда не могут быть столь же простыми, как изучение нуклеиновых кислот или белков», – говорит Ауверкс. «Но эти сопутствующие исследования обеспечивают основу для понимания генетической регуляции и физиологического значения видов липидов, а также еще раз демонстрируют потенциал добычи больших данных для решения биологических и клинических вопросов».

Источник:

https://actu.epfl.ch/news/big-data-identifies-lipids-as-signatures-of-health/

      

Source link