اكتشاف بروتين ينظم حرق الطاقة داخل الخلايا الدهنية

اكتشف باحثون بروتيناً داخل الخلايا الدهنية يؤدي دوراً محورياً في تنظيم حرق الطاقة، من خلال دمج إشارات الساعة البيولوجية ودرجة حرارة البيئة ونوعية الغذاء، في اكتشاف قد يفتح مساراً جديداً لفهم آليات التمثيل الغذائي وعلاج السمنة والسكري.
وأجرى الدراسة باحثون في مركز "نوفو نورديسك" لأبحاث الأيض الأساسي بجامعة كوبنهاغن في الدنمارك، ونُشرت نتائجها في دورية "ساينس"، حيث ركزت على بروتين قليل الدراسة يُعرف باسم "SLC25A34"، يوجد داخل الميتوكوندريا المسؤولة عن إنتاج الطاقة في الخلايا.
وركز الباحثون على الدهون البنية، وهي أنسجة متخصصة في حرق الطاقة لإنتاج الحرارة والحفاظ على حرارة الجسم. ويتأثر نشاطها بالساعة البيولوجية، إذ يتراجع أثناء النوم ويرتفع قبل الاستيقاظ.
ومن خلال تحليل قواعد بيانات واسعة للبروتينات الموجودة في الدهون البنية لدى الفئران، حدد الباحثون بروتينين يستجيبان في الوقت نفسه للتغيرات في درجة الحرارة والساعة البيولوجية، هما "UCP1"، المعروف بدوره في توليد الحرارة، و"SLC25A34"، الذي لم تكن وظيفته معروفة بشكل واضح.
وفي الظروف المعتدلة، كانت مستويات "SLC25A34" منخفضة في الدهون البنية مقارنة بمعظم أنسجة الجسم، لكن تعريض الفئران للبرد لمدة 24 ساعة رفع مستوياته بنحو 90 مرة، لتصبح الدهون البنية النسيج الأكثر احتواءً عليه.
وأظهرت التجارب أن إنتاج البروتين يخضع لثلاثة مسارات تنظيمية؛ إذ يعمل البروتين المرتبط بالساعة البيولوجية "REV-ERB alpha" أثناء النوم على تثبيط الجين المسؤول عنه، قبل أن يتراجع هذا التأثير قبيل الاستيقاظ. ويمكن للبرد تجاوز هذا التنظيم الزمني، بما يسمح بزيادة إنتاج البروتين عند الحاجة إلى توليد مزيد من الحرارة، بينما تستطيع الدهون القادمة من مخازن الجسم أو الغذاء تنشيط الجين عبر البروتين التنظيمي "PPAR-alpha".
وقال الباحث الرئيسي زاك جيرهارت-هاينز إن الساعة البيولوجية والاستجابة للحرارة والغذاء غالباً ما تُدرس كأنظمة منفصلة، لكن النتائج تشير إلى أن ناقلاً داخل الميتوكوندريا يمكنه دمج الإشارات الصادرة عن الأنظمة الثلاثة.
وأثارت الدراسة نتيجة بدت متناقضة في البداية، بعدما تبين أن الصيام والإنسولين يرفعان مستويات البروتين، رغم اختلاف تأثيرهما في تخزين الدهون واستهلاكها. وفسر الباحثون ذلك بأن الدهون البنية النشطة تستطيع تصنيع جزيئات دهنية جديدة ثم حرقها، ضمن دورة تساعد على إنتاج الحرارة والتخلص من الدهون والسكر الموجودين في الدم.