Ученые из Медицинской школы NYU Grossman впервые обнаружили, что полное лишение организма мышей аминокислоты цистеина вызывает стремительное снижение веса — до 30% за одну неделю.
Экспериментальные мыши были генетически модифицированы так, чтобы не могли производить цистеин, и при этом получали питание, полностью лишенное этой аминокислоты. В результате этого двойного ограничения у животных нарушился основной путь преобразования пищи в энергию, и организм перешел к интенсивному сжиганию жиров.
Ключевой причиной такого эффекта стало падение уровня кофермента А (CoA), участвующего более чем в 100 метаболических реакциях. Без достаточного количества CoA клетки не смогли эффективно перерабатывать углеводы и жиры, что привело к «энергетическому голоду» и резкому расходу жировых запасов.
— Наши удивительные результаты показали, что дефицит цистеина активирует целую сеть взаимосвязанных биологических процессов, ведущих к быстрой потере веса, — рассказал один из руководителей исследования, профессор Евгений Нудлер.
При этом, как подчеркивают авторы, новое открытие пока не может быть использовано в терапии ожирения, так как цистеин содержится практически во всех продуктах. Его полное исключение потребовало бы строгой диеты на основе специальных растворов, непригодных для большинства пациентов. Кроме того, цистеин участвует во множестве критически важных процессов, и его дефицит может ослабить защиту органов от токсинов.
Интересно, что ранее предполагаемые пользы от ограничения серосодержащих аминокислот (в частности, метионина) теперь связываются именно с уменьшением уровня цистеина, а не других соединений.
Также ученые установили, что цистеиновое голодание включает сразу два защитных механизма: общий клеточный стресс-ответ (ISR) и окислительный стресс-ответ (OSR), которые до сих пор наблюдались преимущественно у раковых клеток. Эти механизмы усиливают выработку гормона GDF15, вызывающего отвращение к пище, и блокируют синтез жиров, что дополнительно ускоряет похудение.
В будущем исследователи планируют восстановить способность к синтезу цистеина только в отдельных тканях, чтобы понять, как именно различные органы участвуют в наблюдаемой потере веса. Это может открыть путь к новым способам коррекции веса без необходимости полного лишения организма цистеина.
Работа опубликована 21 мая в журнале Nature.