Резюме: Наскоро беше открито, че малки РНК молекули (молекули, които съдържат генетичния код на живите същества) от растения могат да бъдат включени в тялото на животните чрез диетата и да променят производството на някои протеини в тялото и да променят, за например нива на холестерол. Това откритие отваря нова област на изследване, тъй като този ефект на храната върху животните е бил неизвестен.

оскар

Наскоро беше установена ролята на така наречените микро-РНК (miRNAs) като основни агенти на генната експресия в живите организми. Ендогенните микро РНК имат важна активност в отговор на стрес или могат да бъдат произведени в отговор на инвазия от екзогенни нуклеинови киселини от вируси или бактерии [1].

Откриването на тези функции позволи използването на микро РНК в лабораторията, за да се заглуши генната експресия с различни цели, като например развиване на култури с устойчивост на вредители [2]. Трябва да се отбележи, че комплементарността на последователностите от само 6 нуклеотида между miRNA и нейната прицелна молекула е достатъчна за постигане на заглушаване [3].

Възниква въпросът дали други екзогенни микро РНК молекули могат да предизвикат отговор в организма. Това е, което Zhang et al са изследвали в статия, публикувана в Cell Research [4]. От човешки серум те клонираха и секвенираха микро РНК и откриха изненадващата констатация, че 5% от материала е от растителен произход. Най-очевидният източник на тази растителна РНК е диетата, така че те започват опит с мишки, които получават или конвенционален фураж, или ориз. Концентрацията на miRNA в серума на мишките, хранени с ориз, е по-висока. За да се потвърди това откритие, на група гризачи се прилага фураж, обогатен с растителна miRNA, със същия резултат.

Една от най-разпространените микро РНК в растенията се нарича miR168. Това има висока степен на комплементарност с един от иРНК фрагментите на протеина LDLRAP1 (липопротеинов рецептор с ниска плътност 1). Тази пратена РНК кодира протеин, който улеснява елиминирането на липопротеините с ниска плътност (LDL) от кръвния поток. При мишки, хранени с miR168, се наблюдава намаляване на нивото на протеина, но не и на mRNA, която го кодира, което предполага, че miR168 от растенията действа чрез заглушаване на експресията на протеина в клетките.

Забавянето на метаболизма на LDLRAP1 в черния дроб води до намаляване на LDL ендоцитозата от чернодробните клетки, което затруднява отстраняването на LDL от плазмата. Всъщност нивата на LDL в мишките, които са погълнали miR168, са се повишили след прием. Беше проверено, че ефектът се дължи на микро РНК, тъй като този ефект се инхибира, когато се инокулира анти-miR168 олигонуклеотид. В случай на miRNA от животински произход, добавянето на MiR-150 произвежда подобен ефект чрез забавяне на метаболизма на друг различен протеин, също в черния дроб.

Всичко гореизложено поражда много неизвестни, като се има предвид, че количеството микро РНК в храната, както от растителен, така и от животински произход, може да има потенциал да модифицира генната експресия при животните [3,5]. Фактът, че готвенето не разрушава структурата на тези микро РНК и че те са стабилни в храносмилателната система, повдига въпроса до каква степен нашият фенотип може да бъде променен от тази причина и патологиите, които могат да бъдат свързани. Друго неизвестно е влиянието върху бактериите, изграждащи чревната флора, които имат голямо влияние върху нашето здраве на всички нива [6].

Хибридизацията на различни сортове естествена пшеница с цел получаване на по-устойчиви култури, заедно с генетична модификация, позволи получаването на сортове с по-високи добиви и които осигуряват по-добра обработваемост на брашна. Тази генетична модификация обаче е направила съвременната пшеница да експресира вид глиадин, към който по-висок процент от населението има чувствителност в сравнение с естествената пшеница. Това е една от причините за увеличаването на честотата на цьолиакия от 80-те години на миналия век, когато тези сортове са въведени [7].

Сега си струва да помислим дали генетично модифицираните организми, използвани в хранителната промишленост, могат не само да експресират нови протеини, към които не сме адаптирани, но също така, че някои от miRNAs на тези нови сортове могат да имат неизвестен ефект върху генната експресия на някои ключови протеини за нашето здраве. Последиците за общественото здраве могат да бъдат от голямо значение и ние се радваме на пробив в научните изследвания в тази област.

1.- Ding SW, Voinnet O. Антивирусен имунитет, насочен от малки РНК. Cell 2007; 130: 413–426.

2. - Baum JA, Bogaert T, Clinton W, et al. Контрол на вредителите от колеоптерани насекоми чрез РНК интерференция. Nat Biotechnol 2007; 25: 1322-1326.

3. - Lewis BP, Burge CB, Bartel DP. Консервираното сдвояване на семена, често фланкирано от аденозини, показва, че хиляди човешки гени са микроРНК мишени.Cell 2005; 120: 15–20.

4. - Zhang L, Hou D, Chen X, et al. Екзогенното растение MIR168a е насочено конкретно към LDLRAP1 на бозайници: доказателства за кръстосано регулиране чрез микроРНК. Cell Res 2011 20 септември; doi: 10.1038/кр.2011.158

5. - Rajagopalan R, Vaucheret H, Trejo J, Bartel DP. Разнообразен и еволюционно течен набор от микроРНК в Arabidopsis thaliana. Гени Dev 2006; 20: 3407–3425.

6. - Diaz H, et al. Нормалната чревна микробиота модулира развитието и поведението на мозъка. PNAS 2011; 108: 3047-3052. doi: 10.1073/pnas.1010529108

7. - Van den Broeck H.C et al. Theor Appl Genet 2010; 121: 1527-1539. doi: 10.1007/s00122-010-1408-4