Изучение механизма внутриклеточного регулирование энергии поможет понять причины развития диабета, ожирения и рака. Исследователи из Университета МакГилл и Университета Пенсильвании разобрались в том, как белок AMP-активизированная киназа протеина или AMPK - основной регулятор метаболизма - управляет производством энергии в клетках. AMPK ранее связывали со многими биологическими функциями, включая работу иммунной системы.

Выяснилось, что AMPK непосредственно меняет выражение генов и действует в качестве реостата для клеток. Итоги исследования опубликованы в журнале «Наука».

Когда для клеток наступает энергетический голод, AMPK запускает работу определенных генов, что позволяет клеткам выживать. При этом, в клетках не происходит изменение последовательности ДНК. Эпигенетические механизмы воздействуют на белки гистона, составляющие основу хромосом. Гистоны - белки ядра, упаковывающие ДНК в структурные единицы. Они влияют на то, как ДНК сворачивается.

Сейчас исследователи идентифицировали два гена, регулируемые AMPK на уровне гистонов в ядре. Они подтвердили результаты исследования на клеточных культурах в лаборатории.

Главная роль AMPK состоит в распознавании стресса. В этом исследовании ученые воздействовали на клетки ультрафиолетом и низкими уровнями глюкозы. AMPK принял сигнал и направился в ядро, чтобы связаться с геном супрессора опухоли p53. Наряду с этим происходило присоединение фосфата к гистону около p21 гена. Его белок останавливает или замедляет жизнедеятельность клетки.

Таким образом, работа ученых коснулась развития многих заболеваний. Например, на AMPK воздействует метформин, используемый при диабете 2 типа. Понимание механизма генетических изменений поможет создать более эффективные лекарства.