Быстрые мышцы, такие как мышца бедра у спринтера, быстро доставляют энергию, но быстро утомляются. Медленные мышцы, такие как камбаловидная мышца голени, менее сильны, но важны для осанки и выносливости. Исследователи из Юго-западного медицинского центра Техасского университета и Технологического института Вирджинии обнаружили один генный регулятор, который поддерживает быстрый мышечный тип и подавляет развитие медленного мышечного типа.
Исследование было опубликовано 1 июня в онлайн-выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences в статье, "Согласованная регуляция экспрессии генов, специфичных для миофибрилл, и производительности мышц с помощью репрессора транскрипции Sox6," Дэниел Квиат из Юго-Западного штата Юта, Кевин Фолькер из Технологического института Вирджинии, Чимин Пей и Ник В. Гришин из Юго-Западного штата Юта, Роберт Грейндж из Технологического института Вирджинии, а также Ронда Бассел-Дуби и Эрик Н. Олсон Юго-Западный Юта.
"Основываясь на предыдущих исследованиях нашей и других групп, мы знали, что регулятор гена под названием Sox6 способствует развитию быстрой мускулатуры у эмбриона," сказал Олсон, профессор молекулярной биологии. "Но функция Sox6 в мышцах взрослых неизвестна."
Изучая взрослых мышей, которым не хватало Sox6 в быстрых мышцах, исследователи обнаружили, что быстрые мышцы приобрели функциональные характеристики медленных мышц.
Роль Virginia Tech в исследовательском проекте заключалась в измерении производительности мышц. "Мы экспериментально продемонстрировали наличие функциональных изменений, которые способствовали развитию медленной мускулатуры," сказал Грейндж, доцент кафедры питания, питания и физических упражнений в Колледже сельского хозяйства и наук о жизни. В Технологическом институте Вирджинии он работал с Фелькером, научным сотрудником кафедры.
"Наиболее очевидное изменение – это скорость, с которой мышцы могут сокращаться," сказал Гранж. "Быстрая мышца быстро укорачивается; но в отсутствие Sox6 наши измерения показали, что быстрая мышца укорачивалась медленнее, а мышца меньше утомлялась после сокращения в течение нескольких минут. Оба этих изменения производительности мышц продемонстрировали, что быстрая мышца, в которой отсутствовал Sox6, стала больше похожа на медленную."
"Скелетные мышцы могут адаптироваться к прилагаемому стрессу," объясняет Грейндж. "Например, если вы поднимаете тяжести, ваши мышцы становятся сильнее; если вы бегаете на большие дистанции, ваши мышцы становятся менее утомленными. Чего мы еще не знаем полностью, так это того, как происходят адаптации на уровне генов и белков в ответ на эти различные стрессы. Настоящее исследование является важным шагом для понимания того, как происходит адаптация мышц."
Хотя применения новой информации далеки, Грейндж отмечает, "Чем больше вы знаете о том, как устроено тело, тем легче поддерживать его здоровье."
"Мы могли бы управлять генными регуляторами, тренируясь определенным образом. Мы не знаем, что это такое, но это одна из целей. С точки зрения мышечных заболеваний, могут быть характеристики, которые возвращают к белкам, контролирующим адаптацию, таким как Sox6," сказал Грейндж.
"У вас не может быть адаптации в мышцах, если нет изменений в генах, включенных и выключенных. Включенные гены производят белки, отвечающие за адаптацию мышц" он сказал. "Самым захватывающим аспектом исследования было то, что мы четко продемонстрировали изменения мышечной функции от быстрого типа к медленному типу скелетных мышц, которые зависели от отсутствия Sox6."