지방이 칼로리를 소모하는 방법에 대한 새로운 단서

당뇨병과 비만을 조절한다는 측면에서 지방을 적으로 생각하기 쉽습니다. 그러나 칼로리를 태워 열을 발생시키고 혈당 수치를 낮추는 지방이 있습니다. 이제 새로운 연구에서 이러한 열 발생 지방 세포의 에너지 연소 활동을 조절하는 데 도움이 되는 분자가 밝혀졌습니다. 이러한 지방 세포 내부의 화학 반응을 이해하면 당뇨병 및 비만과 같은 질병을 치료하는 데 새로운 단서를 제공할 수 있습니다.

열 발생 지방 세포는 열을 생성하며 특히 아기에게 중요하여 체온을 유지하는 데 도움이 됩니다. 성인에게도 있고 쥐에게도 있어서 실험실에서 연구하는 데 도움이 됩니다. 열 발생 지방 세포 내부에는 미토콘드리아라고 불리는 작은 구조가 열을 생성하는 반응을 실행합니다. 연구자들은 UCP1이라는 효소가 미토콘드리아 막의 관문처럼 작용하여 활성화되면 양성자가 내부로 흐르도록 한다는 것을 알고 있습니다. UCP1 효소를 통해 돌진하는 양성자의 흐름은 열 발생 지방 세포가 주로 열을 생성하는 방식입니다.

Science Advances에 발표된 연구에서 대학원생 Alek Peterlin과 Jordan Johnson은 수석 저자이자 University of Utah Health 영양 및 통합 생리학과 부교수인 Katsu Funai 박사와 협력하여 포스파티딜에탄올아민(PE)이라는 분자를 보여주었습니다. )는 UCP1 채널을 통한 이온의 흐름을 제어하는 ​​데 도움이 됩니다. 첫째, 연구자들은 생쥐를 추운 온도에 보관하면 세포 내 PE의 양이 증가한다는 것을 보여주었습니다. 따뜻하게 유지되면 PE 수준이 떨어집니다. 그들은 또한 더 적은 PE를 생산하도록 유전적으로 변형된 쥐가 정상적인 양의 완전한 기능을 하는 UCP1을 가지고 있음에도 불구하고 더 이상 열을 생성할 수 없다는 것을 보여주었습니다. 즉, PE는 UCP1의 온도 조절 장치처럼 기능합니다.

PE와 UCP1의 상호 작용 방식을 파악하기 위해 Peterlin은 패치 클램핑이라는 고도로 전문화된 기술을 배워야 했습니다. 전 세계적으로 소수의 실험실만이 미토콘드리아에 대한 분석을 수행할 수 있는 적절한 전문 지식과 특수 장비를 보유하고 있습니다. 다행히도 그 중 한 명이 유타 대학교에 있었습니다.

"첨단 기술의 현미경과 전극 설정이 필요합니다"라고 Peterlin은 말합니다. "많은 전자공학과 많은 기술이 관련되어 있습니다." Peterlin은 Nora Eccles Harrison 심혈관 연구 및 훈련 연구소의 Dipayan Chaudhuri 박사 연구실의 연구 과학자인 Enrique Balderas 박사와 긴밀히 협력했습니다. 두 사람은 일관된 데이터를 수집할 수 있을 때까지 프로토콜을 완성하는 데 오랜 시간을 보냈습니다.

간단히 말해서 이 기술은 다음과 같이 작동합니다. 미토콘드리아는 이중막을 가지고 있고 UCP1은 내막에 포함되어 있기 때문에 Peterlin은 먼저 세포에서 미토콘드리아를 추출하고 외막을 제거해야 했습니다. 그런 다음 그는 피펫과 전극을 내부 막에 융합시켰습니다. "피펫의 끝부분은 매트릭스라고 불리는 내부 부분으로 침투하는 방식으로 내부 미토콘드리아 막과 융합됩니다."라고 그는 설명합니다. "전류가 가해지면 매트릭스에 들어가는 양성자의 수를 측정합니다." 이는 UCP1 활동에 대한 귀중한 직접 측정을 제공합니다.

UCP1 활동 조절에서 PE의 역할을 이해하면 언젠가 비만이나 당뇨병 환자를 위한 테스트나 심지어 건강 중재를 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다. Peterlin은 "누군가의 갈색 지방 조직을 생검하여 미토콘드리아 막의 지질 구성을 관찰할 수 있다면 UCP1이 얼마나 활동적인지 어느 정도 알 수 있을 것"이라고 말했습니다. "유전적 개입이 반드시 필요한 것이 아니라 생활 방식의 변화만으로 바뀔 수 있다는 점에서 흥미롭습니다."

- 유타대학교 보건대학 캐롤라인 세이델(Caroline Seydel)