Nowe badanie sugeruje jednak, że prawie połowa Samoańczyków ma nowo zidentyfikowany i znaczący wariant genetyczny, który przyczynia się do ryzyka otyłości; wariant, który pozostał nieodkryty, dopóki badacze nie skupili się na populacjach wysp. W modelach komórkowych w laboratorium, ten „oszczędny” wariant promował bardziej efektywne przechowywanie większej ilości tłuszczu.

„Wcześniej nieznany wariant genetyczny w niedostatecznie zbadanym genie jest silnie związany z poziomami wskaźnika masy ciała (BMI) i innymi miarami otyłości u samozwańczych mężczyzn i kobiet, które badaliśmy w 2010 roku”, powiedział Stephen McGarvey, autor artykułu w Nature Genetics i profesor w Brown University School of Public Health. Chociaż wariant pomaga wyjaśnić, dlaczego 80 procent Samoańczyków i 91 procent Samoańczyków kobiet miało nadwagę lub otyłość w 2010 roku, powiedział, że nie jest to w żaden sposób dominujący czynnik.

„Chociaż znaleźliśmy wariant genetyczny z rozsądnym mechanizmem biologicznym, ten wariant genetyczny jest tylko jedną z wielu przyczyn wysokiego poziomu BMI i otyłości wśród Samoańczyków,” powiedział.

McGarvey z zespołem kolegów z University of Pittsburgh, University of Cincinnati i Yale University, jak również urzędników rządowych Samoan, prowadził badania. Zespół wskazał jeden wariant genetyczny na chromosomie 5, który, według szacunków badaczy, jest związany z około 35 procent wyższe szanse bycia otyłym w porównaniu do nie posiadania wariantu genu.

Choć to podwyższone ryzyko jest znacznie większe niż jakikolwiek inny znany wspólny wariant ryzyka BMI, ogólnie wyjaśnia tylko około 2 procent zmienności BMI wśród Samoańczyków. Inne czynniki, takie jak dieta, aktywność fizyczna i wczesnego życia żywienia i wzrostu są ważne, a ich wpływ na otyłość w kontekście tego wariantu genu będą badane w przyszłych badaniach, McGarvey said.

W kilku niezależnych próbkach ludzi z wysp, w sumie ponad 5000 osób badanych od lat 90-tych, 7 procent wolontariuszy miał dwie kopie mutacji i inny 38 procent miał jedną kopię. Pozostałe 55 procent Samoańczyków w badaniu nie miało tego wariantu.

Tych z nim było bardziej prawdopodobne, aby mieć wyższe BMI niż ci, którzy go nie mieli. W tym samym czasie, ci z wariantem były mniej prawdopodobne, aby rozwinąć cukrzycę typu 2. Niemniej jednak, Samoańczycy również mają jedne z najwyższych na świecie stawek tego warunku.

Meanwhile, wariant jest praktycznie nieistniejący w populacjach afrykańskich i europejskich, McGarvey powiedział, i jest obecny tylko przy bardzo niskiej częstotliwości wśród Azjatów Wschodnich.

Wetting wariant

Pomiary ciała, sercowo-naczyniowe i metaboliczne wskaźniki zdrowia z próbek krwi zostały zebrane od uczestników żyjących w 33 wioskach na całym Samoa w 2010 roku przez zespół terenowy prowadzony przez Nicola Hawley, dawniej z Brown, a teraz asystent profesora na Uniwersytecie Yale. Próbki krwi zostały przetworzone w prowizorycznych laboratoriach w wioskach i wysłane na Uniwersytet Cincinnati, gdzie wyodrębniono DNA. Tam próbki DNA zostały przebadane (znane również jako genotyp) pod kątem prawie 1 miliona wariantów genów w całym genomie każdej osoby w grupie ponad 3000 dorosłych Samoańczyków. Ranjan Deka, wieloletni współpracownik McGarveya w badaniach epidemiologii genetycznej u Samoańczyków, i jego kolega, Guangyun Sun, kierowali pracami.

Genetycy statystyczni Ryan Minster i Daniel Weeks z University of Pittsburgh Graduate School of Public Health przeprowadzili analizy z wykorzystaniem informacji o genotypach, aby szukać sygnałów w całym genomie, że warianty genetyczne mogą być związane z BMI. Odkryli, że jeden region chromosomu 5 był silnie powiązany. Zespół zagłębił się w ten region, stosując bardziej precyzyjne sekwencjonowanie DNA, imputację (przewidywanie genotypu) oraz metody genotypowania w próbie z 2010 roku i próbach replikacyjnych z wcześniejszych badań McGarvey’a na Samoańczykach. Wykryli oni mutację typu „missense” o nazwie „rs373863828” w genie CREBRF jako wariant związany z wyższym BMI. Efekt mutacji, zespół odkrył, że powoduje ona, że kod genu określa aminokwas glutaminę w białku, gdy niezmutowany gen normalnie określa argininę.

Ale zespół musiał zidentyfikować mechanizmy biologiczne, które mogą być odpowiedzialne za to genetyczne powiązanie z BMI.

Zwrócili się do University of Pittsburgh genetyk molekularny Zsolt Urban i endokrynolog Erin Kershaw, który użył modelu laboratoryjnego komórek tłuszczowych myszy, aby określić, co się dzieje, gdy nowa mutacja missense została wprowadzona do komórek tłuszczowych. Wraz z Chi-Ting Su odkryli, że komórki tłuszczowe narażone na mutację missense przechowywały więcej tłuszczów i robiły to bardziej efektywnie, zużywając mniej energii. Co więcej, wariant chronił komórki przed śmiercią wywołaną głodem tak samo dobrze jak wspólna wersja genu.

Hipoteza ewolucyjna

Znaleziska wskazują na ewolucyjną historię, McGarvey powiedział, dla której potrzeba znacznie więcej archeologicznych, antropologicznych i biologicznych dowodów. Ale hipoteza idzie tak:

Najwcześniejsi Samoańczycy mogli stanąć w obliczu znacznego braku bezpieczeństwa żywnościowego podczas żeglugi i osiedlania się na wyspach Południowego Pacyfiku. Ci, którzy mieli ten wariant genu może być bardziej efektywnie w stanie wydobyć i przechowywać energię z dostępnego jedzenia. To mogło doprowadzić do naturalnej selekcji sprzyjającej tym, którzy nosili ten „oszczędny” wariant genu, McGarvey powiedział, i może stanowić o zauważalnej częstotliwości wariantu we współczesnych Samoańczykach.

Odkąd nowoczesne udogodnienia, takie jak pojazdy silnikowe i wysokokaloryczne pokarmy stały się powszechne wśród Samoańczyków, oni, jak wielu ludzi na całym świecie, stali się bardziej podatni na otyłość. Rzadki wariant genetyczny, który długo pomógł im znieść niedobór żywności, hipoteza idzie, teraz może nieco zaostrzyć BMI w bardzo różnym kontekście lifestyle.

„Samoańczycy nie byli otyli 200 lat temu,” zauważył. „Gen nie zmienił się tak szybko — jest to środowisko żywieniowe, które zmieniło się tak szybko.”

Jednym z ustaleń, prowadzony przez Weeks z University of Pittsburgh, jest to, że wzór wariantu genetycznego w regionie chromosomalnym obejmującym odkryty wariant genu jest zgodny z tym, że został ewolucyjnie wybrany wśród starożytnych Samoańczyków.

Niezależnie od tego, jak to się stało, McGarvey ostrzegał przed braniem wariantu odkrycia, aby oznaczać, że otyłość jest w jakiś sposób nieunikniona dla Samoańczyków. At most it may account for a somewhat elevated risk when many other factors such as diet and physical activity come into play.

„Don’t take this as 'You are Samoan, you are fated to be obese’,” McGarvey said. „Nie sądzimy, że to prawda. Nie mamy żadnych dowodów na to, że tak jest. Zdrowa dieta i aktywność fizyczna są nadal kluczem do utrzymania zdrowej wagi.”

.