Удаление одной аминокислоты приводит к экстремальной потере веса у мышей

Исследование, опубликованное в журнале Nature , показало, что мыши, генетически модифицированные для того, чтобы не вырабатывать цистеин — аминокислоту, содержащуюся в богатой белком пище, — потеряли почти 30% веса всего за одну неделю, если их кормили рационом, в котором отсутствовало это соединение.

Открытие, сделанное учеными из США и Канады, может открыть новые пути для разработки методов лечения ожирения, хотя их применение на людях по-прежнему сопряжено со значительными трудностями.

Исследователи из Стэнфордского университета генетически модифицировали мышей, чтобы заблокировать выработку цистеина — аминокислоты, содержащейся в таких продуктах, как зародыши пшеницы. Результат оказался неожиданным: за одну неделю мыши потеряли 30% массы тела.

Эксперимент показал, что недостаток цистеина снижает уровень глутатиона (антиоксиданта) и кофермента А (ключевого элемента метаболизма), что запускает расход энергии и потерю жира даже без изменения рациона питания.

Цистеин естественным образом содержится в таких продуктах, как мясо, яйца и цельнозерновые продукты .

В этом исследовании ученые устранили фермент цистатионин-γ-лиазу — ключ к производству цистеина — у мышей с помощью редактирования генов. Затем они сравнили их результаты с результатами обычных мышей, которых кормили десятью различными диетами, в каждой из которых отсутствовала одна из незаменимых аминокислот.

«Наши результаты показывают, что многие из полезных эффектов, приписываемых диетам с низким содержанием метионина, на самом деле обусловлены истощением цистеина», — объясняет Евгений Нудлер, биохимик из Нью-Йоркского университета и соавтор исследования.

Генетически отредактированные мыши, получавшие диету без цистеина, потеряли 31% массы тела . Напротив, мыши, у которых все еще сохранялся фермент, не испытывали этой потери, если только они не подвергались двойному ограничению: ограничению цистеина и калорий, что также приводило к потере ими около 25% своего веса.

Это открытие подтверждает предыдущие исследования, предполагающие пользу для обмена веществ от диет с низким содержанием аминокислот, таких как метионин.

Однако новые исследования указывают на цистеин как на ключевой фактор, который может переосмыслить будущие диетические и фармакологические стратегии.

Хотя результаты, полученные на мышах, многообещающие, их экстраполяция на людей пока неясна. «У мышей гораздо более высокая способность вырабатывать тепло тела , что ускоряет сжигание жира при ограничении калорий», — вспоминает Нудлер.

Ожирение, от которого страдают более 800 миллионов человек во всем мире, представляет собой серьезную проблему для мирового здравоохранения.

Однако исследователи поясняют, что речь идет не об исключении цистеина из рациона, а скорее о регулировании того, как организм его вырабатывает.

Однако предварительное клиническое исследование на людях, проведенное в Университете штата Пенсильвания, показало, что диеты с низким содержанием метионина и цистеина безопасны и способствуют снижению веса у людей с избыточным весом. Однако авторы подчеркивают, что для подтверждения эффективности и безопасности этих вмешательств необходимы более масштабные и длительные испытания.

Цистеин необходим для таких функций, как синтез белка и защита клеток, поэтому его изменение может быть рискованным, как это было отмечено в исследованиях таких заболеваний, как болезнь Гентингтона .

Сокращение потребления цистеина только за счет диеты может оказаться сложной задачей, поскольку эта аминокислота содержится в большинстве продуктов, богатых белком. Однако Нудлер предполагает, что диета, основанная на фруктах и ​​некоторых овощах с низким содержанием цистеина, может повторить некоторые из наблюдаемых преимуществ.

Кроме того, исследование открывает возможность разработки фармакологических методов лечения, которые целенаправленно снижают уровень цистеина в ключевых органах, таких как печень. «Это может привести к более эффективному сжиганию жира без необходимости столь жестких ограничений в питании», — пишут исследователи.