Träning, om än i små doser, förändrar uttrycket av vårt medfödda DNA. Ny forskning från Lunds universitets Diabetescentrum kan för första gången beskriva vad som händer epigenetiskt i fettcellerna vid fysisk aktivitet.

I kroppens celler finns vår arvsmassa, DNA, som innehåller gener. Generna ärver vi och de kan inte ändras. På generna sitter så kallade metylgrupper som påverkar vilket uttryck genen ska ha, om den är ”på” eller ”av”. Metylgrupperna kan man påverka på olika sätt, med träning, kost och sin livsstil, i en process som kallas DNA metylering. Detta är epigenetik, ett relativt nytt forskningsområde som på senare tid har rönt allt större intresse.

–    Vår studie visar på positiva effekter av träning eftersom det epigentika mönstret av gener som påverkar fettupplagring i kroppen ändras, säger Charlotte Ling, ansvarig författare till artikeln.

Gympade i sex månader
I studien undersökte forskarna vad som hände med metylgrupperna i fettcellerna hos 23 lätt överviktiga, friska, män i 35-årsåldern som tidigare inte ha utövat någon fysisk aktivitet, då de gått regelbundet på spinning och gympa under ett halvår.
– Egentligen skulle de gå på tre pass i veckan, men de gick i genomsnitt 1,8 gång, säger Tina Rönn, försteförfattare till artikeln som publiceras i PLOS Genetics.

Med hjälp av en teknik som analyserar 480 000 positioner i hela arvsmassan kunde de se att epigenetiska förändringar skett i hela 7000 gener (en människa har 20-25 000 gener).
Därefter gick de vidare och tittade specifikt på metyleringen i generna som kopplas till typ 2 diabetes och fetma.

Förändringar i generna
– Vi fann förändringar även i de generna, vilket tyder på att förändrad DNA metylering till följd av fysisk aktivitet kan vara en av mekanismerna för hur dessa gener påverkar risken för sjukdom, säger Tina Rönn och tillägger att detta aldrig tidigare studerats i fettceller och att man nu har en karta över DNA-metylomet i fett.

I laboratoriet kunde forskarna in vitro (då man studerar cellodlingar i provrör) sedan bekräfta fynden genom att stänga av vissa gener och på det viset få ett minskat uttryck av dessa gener. Resultatet var en förändrad upplagring av fett i fettcellerna.

www.diabetesportalen.se, text Sara Liedholm

Länk till artikeln:

• A Six Months Exercise Intervention Influences the Genome-wide DNA Methylation Pattern in Human Adipose Tissue
• http://www.plosgenetics.org/article/info:doi/10.1371/journal.pgen.1003572
• online utan lösenord
•  
•    Abstract

  Epigenetic mechanisms are implicated in gene regulation and the development of different diseases. The epigenome differs between cell types and has until now only been characterized for a few human tissues. Environmental factors potentially alter the epigenome. Here we describe the genome-wide pattern of DNA methylation in human adipose tissue from 23 healthy men, with a previous low level of physical activity, before and after a six months exercise intervention. We also investigate the differences in adipose tissue DNA methylation between 31 individuals with or without a family history of type 2 diabetes. DNA methylation was analyzed using Infinium HumanMethylation450 BeadChip, an array containing 485,577 probes covering 99% RefSeq genes. Global DNA methylation changed and 17,975 individual CpG sites in 7,663 unique genes showed altered levels of DNA methylation after the exercise intervention (q<0.05). Differential mRNA expression was present in 1/3 of gene regions with altered DNA methylation, including RALBP1, HDAC4 and NCOR2 (q<0.05). Using a luciferase assay, we could show that increased DNA methylation in vitro of the RALBP1 promoter suppressed the transcriptional activity (p = 0.03). Moreover, 18 obesity and 21 type 2 diabetes candidate genes had CpG sites with differences in adipose tissue DNA methylation in response to exercise (q<0.05), including TCF7L2 (6 CpG sites) and KCNQ1 (10 CpG sites). A simultaneous change in mRNA expression was seen for 6 of those genes. To understand if genes that exhibit differential DNA methylation and mRNA expression in human adipose tissue in vivo affect adipocyte metabolism, we silenced Hdac4 and Ncor2 respectively in 3T3-L1 adipocytes, which resulted in increased lipogenesis both in the basal and insulin stimulated state. In conclusion, exercise induces genome-wide changes in DNA methylation in human adipose tissue, potentially affecting adipocyte metabolism.
  Author Summary

  Given the important role of epigenetics in gene regulation and disease development, we here present the genome-wide DNA methylation pattern of 476,753 CpG sites in adipose tissue obtained from healthy men. Since environmental factors potentially change metabolism through epigenetic modifications, we examined if a six months exercise intervention alters the DNA methylation pattern as well as gene expression in human adipose tissue. Our results show that global DNA methylation changes and 17,975 individual CpG sites alter the levels of DNA methylation in response to exercise. We also found differential DNA methylation of 39 candidate genes for obesity and type 2 diabetes in human adipose tissue after exercise. Additionally, we provide functional proof that genes, which exhibit both differential DNA methylation and gene expression in human adipose tissue in response to exercise, influence adipocyte metabolism. Together, this study provides the first detailed map of the genome-wide DNA methylation pattern in human adipose tissue and links exercise to altered adipose tissue DNA methylation, potentially affecting adipocyte metabolism.

•  
• Nyhetsinfo
• www red DiabetologNytt