Ген FTO «полюбился» учёным после того, как в 2007 году выяснилось, что один из его вариантов необычайно часто встречается у людей с избыточным весом (в среднем такие персонажи весили на 3 кг больше остальных). Дальнейшие эксперименты на животных показали, что повышенная активность FTO в зонах мозга, отвечающих за энергобаланс организма, сопровождается усиленным аппетитом и тягой к жирному.

Однако даже у животных эта связь между аппетитом и вариантом гена FTO оставалась долгое время сугубо статистической. Что уж говорить о людях — тут о конкретных механизмах, связывающих избыточный вес и FTO, никто и подавно не знал. Но это не мешало строить гипотезы, и по одной из них связующим звеном между сбитым энергетическим балансом и неправильным вариантом гена были желудочные гормоны, выделяющиеся во время еды.

Постоянное чувство голода может иметь причиной неправильный ген, который стимулирует выделение гормона голода и тем самым заставляет мозг думать, что организм не насытился. (Фото Ted Levine.)

Один из таких гормонов — грелин, появляющийся в ответ на истощение энергетических запасов, — вызывает чувство голода и побуждает искать пищу. Грелин вообще можно назвать одним из самых популярных гормонов в современной науке: за последние годы учёные выяснили, что он обостряет обоняние, вызывает алкоголизм, замедляет развитие болезни Альцгеймера. Были даже попытки создать вакцину против ожирения, направленную как раз на борьбу с грелином. Но при всё том оставался вопрос: пусть избыточный вес появляется из-за повышенного уровня грелина в мозге, но от чего тогда зависит собственно уровень гормона?

Чтобы понять это, Рэйчел Баттерхем и её коллеги из Университетского колледжа Лондона (Великобритания) проделали следующее: они измерили уровень грелина у людей с нормальным весом, но с разными вариантами гена FTO. У имевших обычную версию FTO грелин поднимался перед едой и падал после, как и должно быть. А вот у обладателей версии FTO, связанной с ожирением, уровень гормона оставался высоким и после еды. Кроме того, чувство голода у них даже возрастало после начала трапезы.

Если человеку с неправильным вариантом FTO до или после обеда показывали аппетитную картинку с едой, то активность в зонах мозга, связанных с мотивацией и ожиданием награды, не уменьшалась. То есть грелин определял реакцию мозга на пищу, а его концентрация зависела от того, какой вариант FTO-гена был у респондента.

Но, может быть, уровень грелина не зависит напрямую от FTO? В опытах с человеческими клетками удалось показать, что белок, кодируемый FTO, снимает метильные группы с ДНК гена грелина. Удаление метильных групп обычно приводит к активации гена, то есть FTO служит эпигенетическим регулятором гена грелина, причём вариант FTO, связанный с ожирением, удаляет метильные группы активнее, чем обычный ген.

Вот так учёным удалось доказать, что между геном ожирения и гормоном голода есть прямая связь.

Это первая работа, в которой механизмы ожирения исследуются на человеке и в которой использованы как генетические и биохимические, так и нейробиологические методы. Разумеется, для полной уверенности нужно несколько раз перепроверить результаты. В то же время авторы работы призывают не расценивать FTO и грелин как единственные причины ожирения: всё-таки связь между пищевым поведением и метаболическими нарушениями слишком сложна, чтобы зависеть от одного-единственного гормона и одного-единственного гена.

Рассмотренная работа опубликована в Journal of Clinical Investigation.