Under hela livet påverkas våra gener av hur vi lever. Kost, träning, ålder och sjukdomar skapar avtryck som lagras i något som kallas metylomet. Nu har forskare vid Lunds universitets Diabetescentrum för första gången kunnat kartlägga hela metylomet i de langerhanska öarna som bland annat producerar insulin, och forskarna har gjort flera viktiga fynd.
Fram till för några år sedan hade forskare endast analyserat 1,5 procent av metylomet, som spelar stor roll för om gener slås på eller av. Med en ny, kraftfull teknik har lundaforskarna nu kunnat analysera i stort sett hela metylomet och mäta enskilda geners funktion och uttryck.
– Det kan jämföras med när man första gången kunde analysera hela genomet, en människas alla gener, säger professor Charlotte Ling, ansvarig för studien.
Genomet kan beskrivas som en karta över alla gener. Metylomet är en karta över vår epigenetik (se faktaruta), så att forskarna även ser var metylgrupperna, det vill säga små kolväte-molekyler, kemiskt sitter fast på DNA:t i generna och därmed påverkar deras funktion.
Jämförde metylering hos friska och diabetiker
Den unika kartläggningen omfattar 24 miljoner positioner på DNA:t .
Forskarna analyserade celler från friska personer och personer med typ 2-diabetes och fann 25 820 regioner av arvsmassan med förändrad DNA-metylering. Flera av dessa kan kopplas till insulinproduktionen. Hos flera sedan tidigare kända riskgener för typ 2-diabetes såg man både förhöjd grad av metylering och minskat genuttryck. Förenklat innebär detta att om metyleringen ökar, så tillverkas det mindre proteiner från genen.
Forskarna undersökte sedan om de gener som hade förändrad metylering, hos personer med typ 2-diabetes, påverkar insulinproduktionen.
– Eftersom insulinfrisättningen försämrades när vi ändrade genuttrycket av dessa gener ser vi ett samband mellan mängden metylering och en försämrad funktion hos de insulinproducerande langerhanska öarna, säger Charlotte Ling.
Försämrad näringstillförsel i fosterlivet kan leda till sämre insulinfrisättning
Särskilt en gen i studien stack ut, PDX1. Den har en nyckelroll när stamceller omvandlas till insulinproducerande betaceller. Den sällsynta diabetesformen MODY4 orsakas av en mutation i just PDX1-genen. I den aktuella studien fann forskarna att diabetes hade en tydlig påverkan på metyleringen av PDX1 i betaceller. Detta minskar aktiviteten i genen och resultatet blir att mindre insulin frisätts.
Tidigare forskning har visat att även råttor som utsätts för försämrad näringstillförsel i fosterlivet får epigenetiska förändringar i PDX1- genen i insulinproducerande celler. Detta leder till att de senare utvecklar diabetes.
– Studien bekräftar våra tidigare antaganden om att epigenetiska förändringar kan bidra till utvecklingen av typ 2-diabetes, säger Charlotte Ling.
Studien omfattar langerhanska öar från 14 personer varav sex hade typ 2-diabetes och åtta var friska.
Resultaten är publicerade i den vetenskapliga tidskriften Diabetes.
Text: SARA LIEDHOLM
Länk till publikationen: