Как еда изменяет едоков...
Оригинал взят у artemu238 в Как еда изменяет едоков...
Оказывается с пищей мы потребляем не только питательные вещества и витамины, но и информацию. Китайские и американские биологи, обнаружили факт обмена генетическими кодами между высшими растениями и употребляющими их в пищу млекопитающими.
Горизонтальный обмен генами (когда генетическая информация передается другому организму, не являющемуся его потомком) у одноклеточных живых организмов открыт уже давно - именно благодаря ему бактерии, притом не обязательно одного вида, обмениваются разным «опытом», помогающим, например, сопротивляться антибиотикам.
В случае эволюционно более продвинутых, сложных эукариотов (особенно многоклеточных, к которым принадлежим и мы с вами) ситуация сложней. Внутри этого царства горизонтальный обмен тоже происходит, но его роль в эволюции остается, в силу малой изученности, непонятной. В последнее время по мере накопления сведений, подтверждающих, что такой обмен действительно происходит, все чаще можно услышать мнение, что дальнейшее прояснение его роли может привести к смене научной парадигмы в биологии.
Группа цитологов (специалистов, изучающих функционирование клеток) Нанкинского университета(КНР) установила, что гены растений могут перекодировать гены млекопитающих, в том числе, и гены человека.
Об установленном факте горизонтального переноса генов между многоклеточными организмами различных царств - высшими растениями и высшими животными - биологи сообщают в статье, опубликованной в авторитетном журнале Cell Research, принадлежащем той же издательской группе, которая издает Nature.
Открытию предшествовало обнаружение растительных микро-РНК внутри человеческих тканей и в сыворотке человеческой крови, немало удивившее биологов, так как смотрятся они здесь действительно ни к селу ни к городу. Что могут делать чужеродные растительные гены, попавшие внутрь с пищей и, по идее, обязанные разрушиться в процессе переваривания в наших внутренних тканях и жидкостях? Как выяснилось через некоторое время - перепрограммировать определенные человеческие гены, менять их функцию и, таким образом, регулировать физиологию хозяина - того, кто их, собственно говоря, съел.
Микро-РНК принадлежат к классу коротких (всего 19-24 нуклеотида) некодирующих (то есть, не транслируемых в белки) РНК-молекул. Несмотря на то, что некодирующие РНК не содержат информации о структуре белков, в клетке они выполняют очень важные функции.
Если в двух словах, то можно сказать так. Транспортные РНК переносят аминокислоты к месту синтеза белка, а рибосомные РНК осуществляют процесс синтеза белка по «рецепту», записанному в ДНК. Микро-РНК, в свою очередь, умеют «стопорить» этот процесс, то есть регулируют экспрессию генов, подавляя трансляцию и запуская деградацию матричной РНК, то есть заставляют определенный ген «замолчать».
Подробности эксперимента
Исследованием сигнальных функций микроРНК и занималась группа Чжан Ченъю, обнаружившая в образцах человеческих тканей и сыворотки крови помимо «родных» человеческих также и растительные микро-РНК. Точнее - MIR168a, микро-РНК, обильно присутствующую в рисе и, как выяснилось, в сыворотке крови, взятой для исследований у китайцев. Оставалось ответить на вопрос, что делает, если делает что-то вообще, растительный ген в клетках человеческого организма.
Оказалось, что в крови и тканях человека присутствуют молекулы растительных микро-РНК. Если регулярно есть рис, то с большой вероятностью мелкие РНК риса пройдут через желудочно-кишечный тракт и обоснуются в тканях органов. Что особенно радует, они способны подавлять синтез основных переносчиков «плохого» холестерина (ЛПНП повышает риск развития атеросклероза). Таким образом, растительный ген может регулировать экспрессию важного метаболического гена млекопитающего и, как следствие, перепрограммировать обмен веществ в его организме.
Для выяснения человеческих функций растительного гена MIR168a в лабораториях использовался эффективный инструмент - человеко-мышь. Точнее - мышь, некоторые гены которой специально заменены на человеческие.
Факт, что растительные гены способны перепрограммировать белковый конвейер в клетках животного, таит в себе уйму интересных следствий, возможность которых физиологи тоже обязательно изучат. Его потенциальное значение, как и других открываемых фактов матричного переноса, огромно.
Другими словами, потребляя еду, мы потребляем не только питательные вещества в виде белков, жиров, углеводов, витаминов и микроэлементов, то также информацию, что нашему организму с этими веществами делать. В этом смысле формула «ты есть, что ты ешь» приобретает более глубокий смысл на уровне обмена не только вещества, но также кодов.
Далее в декабре 2012 PLoS ONE публикует статью американской лаборатории, где анализировали образцы плазмы разных людей. Основной результат: наш организм кишит молекулами РНК всевозможных бактерий, архей, грибов (живущих в биоценозе с человеком), а также молекулами РНК, полученными из внешней среды, в частности, через употребление пищи. Установлено, что у американцев преобладают РНК пшеницы, а у китайцев - РНК риса (что логично). Помимо этого обнаружены РНК соевых бобов, томатов, винограда и даже насекомых (мух, комаров, пчел). Далее ученые решили проверить, способен ли этот «мусор» воздействовать на работу генов организма-хозяина. У них вышло, что да, способен:
it is clear that the expression profiles of a number of genes in the cells were affected by some of the exogenous RNA sequences (очевидно, что профили экспрессии ряда генов в клетках оказались затронуты некоторыми из экзогенных последовательностей РНК).
Авторы высказывают мысль, что такие микро-РНК служат средством коммуникации между различными популяциями внутри организма, в частности между органами человека и его микрофлорой.
Заставит ли горизонтальный перенос информации увидеть во взаимодействии представителей разных царств, таких, как животные, растения и бактерии, совместную генетически связанную эволюцию, а также рассмотреть под другим углом отношения хищника и жертвы? Безусловно. Тогда и пищевые цепочки, без которых не представима жизнь, выстроятся уже не в пищевую пирамиду, а скорее в сеть по обмену данными между разными содружествами генов.
Оказывается с пищей мы потребляем не только питательные вещества и витамины, но и информацию. Китайские и американские биологи, обнаружили факт обмена генетическими кодами между высшими растениями и употребляющими их в пищу млекопитающими.
Горизонтальный обмен генами (когда генетическая информация передается другому организму, не являющемуся его потомком) у одноклеточных живых организмов открыт уже давно - именно благодаря ему бактерии, притом не обязательно одного вида, обмениваются разным «опытом», помогающим, например, сопротивляться антибиотикам.
В случае эволюционно более продвинутых, сложных эукариотов (особенно многоклеточных, к которым принадлежим и мы с вами) ситуация сложней. Внутри этого царства горизонтальный обмен тоже происходит, но его роль в эволюции остается, в силу малой изученности, непонятной. В последнее время по мере накопления сведений, подтверждающих, что такой обмен действительно происходит, все чаще можно услышать мнение, что дальнейшее прояснение его роли может привести к смене научной парадигмы в биологии.
Группа цитологов (специалистов, изучающих функционирование клеток) Нанкинского университета(КНР) установила, что гены растений могут перекодировать гены млекопитающих, в том числе, и гены человека.
Об установленном факте горизонтального переноса генов между многоклеточными организмами различных царств - высшими растениями и высшими животными - биологи сообщают в статье, опубликованной в авторитетном журнале Cell Research, принадлежащем той же издательской группе, которая издает Nature.
Открытию предшествовало обнаружение растительных микро-РНК внутри человеческих тканей и в сыворотке человеческой крови, немало удивившее биологов, так как смотрятся они здесь действительно ни к селу ни к городу. Что могут делать чужеродные растительные гены, попавшие внутрь с пищей и, по идее, обязанные разрушиться в процессе переваривания в наших внутренних тканях и жидкостях? Как выяснилось через некоторое время - перепрограммировать определенные человеческие гены, менять их функцию и, таким образом, регулировать физиологию хозяина - того, кто их, собственно говоря, съел.
Микро-РНК принадлежат к классу коротких (всего 19-24 нуклеотида) некодирующих (то есть, не транслируемых в белки) РНК-молекул. Несмотря на то, что некодирующие РНК не содержат информации о структуре белков, в клетке они выполняют очень важные функции.
Если в двух словах, то можно сказать так. Транспортные РНК переносят аминокислоты к месту синтеза белка, а рибосомные РНК осуществляют процесс синтеза белка по «рецепту», записанному в ДНК. Микро-РНК, в свою очередь, умеют «стопорить» этот процесс, то есть регулируют экспрессию генов, подавляя трансляцию и запуская деградацию матричной РНК, то есть заставляют определенный ген «замолчать».
Подробности эксперимента
Исследованием сигнальных функций микроРНК и занималась группа Чжан Ченъю, обнаружившая в образцах человеческих тканей и сыворотки крови помимо «родных» человеческих также и растительные микро-РНК. Точнее - MIR168a, микро-РНК, обильно присутствующую в рисе и, как выяснилось, в сыворотке крови, взятой для исследований у китайцев. Оставалось ответить на вопрос, что делает, если делает что-то вообще, растительный ген в клетках человеческого организма.
Оказалось, что в крови и тканях человека присутствуют молекулы растительных микро-РНК. Если регулярно есть рис, то с большой вероятностью мелкие РНК риса пройдут через желудочно-кишечный тракт и обоснуются в тканях органов. Что особенно радует, они способны подавлять синтез основных переносчиков «плохого» холестерина (ЛПНП повышает риск развития атеросклероза). Таким образом, растительный ген может регулировать экспрессию важного метаболического гена млекопитающего и, как следствие, перепрограммировать обмен веществ в его организме.
Для выяснения человеческих функций растительного гена MIR168a в лабораториях использовался эффективный инструмент - человеко-мышь. Точнее - мышь, некоторые гены которой специально заменены на человеческие.
Факт, что растительные гены способны перепрограммировать белковый конвейер в клетках животного, таит в себе уйму интересных следствий, возможность которых физиологи тоже обязательно изучат. Его потенциальное значение, как и других открываемых фактов матричного переноса, огромно.
Другими словами, потребляя еду, мы потребляем не только питательные вещества в виде белков, жиров, углеводов, витаминов и микроэлементов, то также информацию, что нашему организму с этими веществами делать. В этом смысле формула «ты есть, что ты ешь» приобретает более глубокий смысл на уровне обмена не только вещества, но также кодов.
Далее в декабре 2012 PLoS ONE публикует статью американской лаборатории, где анализировали образцы плазмы разных людей. Основной результат: наш организм кишит молекулами РНК всевозможных бактерий, архей, грибов (живущих в биоценозе с человеком), а также молекулами РНК, полученными из внешней среды, в частности, через употребление пищи. Установлено, что у американцев преобладают РНК пшеницы, а у китайцев - РНК риса (что логично). Помимо этого обнаружены РНК соевых бобов, томатов, винограда и даже насекомых (мух, комаров, пчел). Далее ученые решили проверить, способен ли этот «мусор» воздействовать на работу генов организма-хозяина. У них вышло, что да, способен:
it is clear that the expression profiles of a number of genes in the cells were affected by some of the exogenous RNA sequences (очевидно, что профили экспрессии ряда генов в клетках оказались затронуты некоторыми из экзогенных последовательностей РНК).
Авторы высказывают мысль, что такие микро-РНК служат средством коммуникации между различными популяциями внутри организма, в частности между органами человека и его микрофлорой.
Заставит ли горизонтальный перенос информации увидеть во взаимодействии представителей разных царств, таких, как животные, растения и бактерии, совместную генетически связанную эволюцию, а также рассмотреть под другим углом отношения хищника и жертвы? Безусловно. Тогда и пищевые цепочки, без которых не представима жизнь, выстроятся уже не в пищевую пирамиду, а скорее в сеть по обмену данными между разными содружествами генов.