Nová studie však naznačuje, že téměř polovina Samoanů má nově identifikovanou a významnou genetickou variantu, která přispívá k riziku obezity; variantu, která zůstala neobjevena, dokud se vědci nezaměřili na populaci těchto ostrovů. Na buněčných modelech v laboratoři tato „šetrná“ varianta podporovala efektivnější ukládání většího množství tuku.

„Dříve neznámá genetická varianta v málo prozkoumaném genu je silně spojena s úrovní indexu tělesné hmotnosti (BMI) a dalšími ukazateli adipozity u samojských mužů a žen, které jsme studovali v roce 2010,“ řekl Stephen McGarvey, odpovídající autor článku v časopise Nature Genetics a profesor na Brown University School of Public Health. Podle jeho slov sice tato varianta pomáhá vysvětlit, proč 80 % samojských mužů a 91 % samojských žen mělo v roce 2010 nadváhu nebo obezitu, v žádném případě však není dominantním faktorem.

„Přestože jsme našli genetickou variantu s rozumným biologickým mechanismem, je tato genetická varianta jen jednou z mnoha příčin vysoké úrovně BMI a obezity u Samojců,“ řekl.

Studii provedl McGarvey s týmem kolegů z University of Pittsburgh, University of Cincinnati a Yale University a také s představiteli samojské vlády. Tým přesně určil jedinou genetickou variantu na chromozomu 5, která je podle odhadu vědců spojena s asi o 35 procent vyšší pravděpodobností obezity ve srovnání s tím, že tuto variantu genu nemají.

Ačkoli je toto zvýšené riziko mnohem vyšší než jakákoli jiná známá běžná riziková varianta BMI, celkově vysvětluje pouze asi 2 procenta variability BMI u Samoanů. Podle McGarveyho jsou důležité i další faktory, jako je strava, fyzická aktivita a výživa a růst v raném věku, a jejich vliv na obezitu v souvislosti s touto genovou variantou bude zkoumán v budoucích studiích.

V několika nezávislých vzorcích lidí z ostrovů, celkem více než 5 000 jedinců studovaných od 90. let 20. století, mělo 7 procent dobrovolníků dvě kopie mutace a dalších 38 procent jednu kopii. Zbývajících 55 procent Samojců ve studii tuto variantu nemělo.

Ti, kteří ji měli, měli častěji vyšší BMI než ti, kteří ji neměli. Současně se u osob s touto variantou méně často vyskytovala cukrovka 2. typu. Nicméně i u Samoanů je výskyt tohoto onemocnění jeden z nejvyšších na světě.

Podle McGarveyho se tato varianta v africké a evropské populaci prakticky nevyskytuje a u východních Asiatů je přítomna jen s velmi nízkou frekvencí.

Vyšetření varianty

Tělesná měření, kardiovaskulární a metabolické zdravotní ukazatele ze vzorků krve shromáždil od účastníků žijících ve 33 vesnicích po celé Samoi v roce 2010 terénní tým vedený Nicolou Hawleyovou, která dříve působila na Brownově univerzitě a nyní je docentkou na Yaleově univerzitě. Vzorky krve byly zpracovány v provizorních laboratořích ve vesnicích a odeslány na univerzitu v Cincinnati, kde byla extrahována DNA. Tam byly vzorky DNA testovány (známé také jako genotypizace) na téměř 1 milion genových variant v celém genomu každé osoby u více než 3 000 dospělých Samoanů. Práci vedl Ranjan Deka, který s McGarveym dlouhodobě spolupracuje na genetických epidemiologických studiích u Samoanů, a jeho kolega Guangyun Sun.

Statističtí genetici Ryan Minster a Daniel Weeks z University of Pittsburgh Graduate School of Public Health provedli analýzy využívající informace o genotypech a hledali v celém genomu signály, že genetické varianty mohou souviset s BMI. Zjistili, že jedna oblast chromozomu 5 je silně asociovaná. Tým se v této oblasti podrobněji zabýval pomocí přesnějšího sekvenování DNA, imputace (předpovědi genotypu) a následných metod genotypizace ve vzorku z roku 2010 a replikačních vzorcích z dřívějších McGarveyho samojských studií. Jako variantu spojenou s vyšším BMI určili „missense“ mutaci nazvanou „rs373863828“ v genu CREBRF. Tým zjistil, že účinek mutace spočívá v tom, že způsobuje, že kód genu určuje v proteinu aminokyselinu glutamin, zatímco nemutovaný gen by normálně určoval arginin.

Tým však potřeboval určit biologické mechanismy, které by mohly být zodpovědné za tuto genetickou souvislost s BMI.

Obrátili se na molekulárního genetika Zsolta Urbana z Pittsburské univerzity a endokrinoložku Erin Kershawovou, kteří použili laboratorní model myších tukových buněk, aby zjistili, co se stane, když se do tukových buněk vnese nová missense mutace. Společně s Chi-Ting Su zjistili, že tukové buňky vystavené missense mutaci ukládají více tuků, a to efektivněji a s menší spotřebou energie. Navíc tato varianta chránila buňky před smrtí vyvolanou hladověním stejně dobře jako běžná verze genu.

Evoluční hypotéza

Zjištění naznačují evoluční příběh, řekl McGarvey, pro který je potřeba mnohem více archeologických, antropologických a biologických důkazů. Hypotéza však zní takto:

První Samoané mohli při plavbě na ostrovy v jižním Pacifiku a jejich osídlování čelit značnému nedostatku potravin. Ti, kteří měli tuto variantu genu, mohli být schopni efektivněji získávat a uchovávat energii z dostupné potravy. To mohlo vést k tomu, že přírodní výběr zvýhodňoval ty, kteří nesli tuto „úspornou“ variantu genu, řekl McGarvey, a mohlo by to vysvětlit pozoruhodnou četnost této varianty u současných Samoanů.

Jakmile se mezi Samoany rozšířily moderní vymoženosti, jako jsou motorová vozidla a vysoce kalorické potraviny, stali se stejně jako mnoho lidí na celém světě náchylnější k obezitě. Vzácná genetická varianta, která jim dlouho pomáhala snášet nedostatek potravy, může podle této hypotézy nyní poněkud zhoršovat BMI ve zcela jiném kontextu životního stylu.

„Samoané nebyli před 200 lety obézní,“ poznamenal. „Gen se tak rychle nezměnil – to výživové prostředí se tak rychle změnilo.“

Jedním ze závěrů studie, kterou vedl Weeks z Pittsburské univerzity, je, že vzor genetické varianty v chromozomální oblasti zahrnující objevenou variantu genu odpovídá tomu, že byla mezi dávnými Samoany evolučně selektována.

Bez ohledu na to, jak k tomu došlo, McGarvey důrazně varoval před tím, aby objev této varianty znamenal, že obezita je u Samoanů nějak nevyhnutelná. Může nanejvýš odpovídat za poněkud zvýšené riziko, když se do hry zapojí mnoho dalších faktorů, jako je strava a fyzická aktivita.

„Neberte to jako ‚Jsi Samoan, jsi předurčen být obézní‘,“ řekl McGarvey. „Nemyslíme si, že je to pravda. Nemáme žádné důkazy, že by tomu tak bylo. Zdravá strava a fyzická aktivita jsou stále klíčem k udržení zdravé hmotnosti.“