12 серпня 2013 р., 8:15

Існує постійна можливість того, що ДНК інших живих істот може потрапити в наш організм. Хоча б тому, що в нас і на нас живе багато мікроорганізмів, забруднене зерно потрапляє в наші дихальні шляхи разом з вдихуваним повітрям. Найбільша кількість чужорідної ДНК потрапляє в наш організм через їжу, яку ми вживаємо, яка, проте, під час травлення розщеплюється на свої компоненти. Чи ні? Чи можливо, що більші шматочки ДНК, можливо цілі гени, можуть уникнути деградації і потрапити в систему кровообігу, а через неї і в різні органи? Дослідники з дослідницької групи молекулярної медицини Угорської академії наук, Університету Етвеша Лорана, Університету Земмельвейса та Університету Сент Іштван, разом із закордонними колегами, знаходячи інші питання, також знаходили відповіді на це питання.

продуктів харчування

У крові клітини з ядром містять найбільшу кількість ДНК, але також і вільну (безклітинну, ср) ДНК поза клітинами плазми. Це було описано ще в 1948 році, його походження та роль досі не зовсім зрозумілі. CfDNA може виділятися з власних клітин організму в плазму шляхом запрограмованої їх загибелі клітин, а при різних захворюваннях її рівень може підвищуватися за рахунок некрозу клітин. Крім того, він може потрапляти в кров з білих кров’яних клітин (зв’язаних з комплексами глікопротеїдів ДНК) активним процесом для участі в сигнальному шляху. Окрім цього, кДНК може бути отримана із сторонніх джерел, вірусів та бактерій або навіть споживаної їжі. Однак остання зазвичай не вважається можливим джерелом cfDNA.

Під час травлення вони розпадаються на основні компоненти макромолекул, такі як білки на амінокислоти, нуклеїнові кислоти на нуклеотиди. Однак деякі експерименти на тваринах показали, що менші шматочки ДНК можуть потрапляти в органи та тканини з різних споживаних продуктів харчування. Чи достатньо вони великі, щоб нести цілий ген?

Шандор Спішак та його колеги спочатку шукали генетичні маркери захворювань у крові людини. З цією метою вивчався склад cfDNA, отриманий із зразків крові загалом двох сотень людей, що належать до чотирьох груп. Члени трьох груп мали запальні захворювання кишечника, рак товстої кишки та прямої кишки, а також рак товстої кишки та прямої кишки, а члени четвертої групи негативно ставилися до таких захворювань. Шукали генетичні відмінності між чотирма групами залежно від стадії захворювання. Однак, крім людини, було виявлено також порівняно велику кількість невідомих послідовностей, що спонукало дослідників виявити їх походження. Для цього фрагменти cfDNA, витягнуті з крові, спочатку розділяли на три фракції відповідно до розміру, а потім визначали базовий порядок фрагментів cfDNA шляхом дробового секвенування наступного покоління. При оцінці результатів послідовності, отримані в трьох попередніх дослідженнях, також були повторно проаналізовані, щоб вони могли нарешті зробити висновки на основі вільної послідовності ДНК понад 1000 людей.

У цьому дослідженні дослідники скоріше оцінили послідовності, що відповідають геному хлоропластів (тіла рослинного зеленого кольору). Також були знайдені сліди від інших продуктів харчування (наприклад, курятини), але через високий ступінь гомології між хребетними вважалося, що для підтвердження таких результатів будуть потрібні більші зразки.

З чотирьох досліджених груп було виявлено, що більшість вільних фрагментів ДНК при хронічному запальному захворюванні кишечника (ВЗК) мають найбільшу кількість послідовностей, які відповідають геномам рослинних барвників. Це цікаво, оскільки ці шматки ДНК досить великі, щоб нести цілі гени. Вони також змогли виявити високу частку рослинної (переважно бурякової) ДНК у базі даних секвенування, опублікованій японськими дослідниками. У цьому дослідженні потенційних збудників хвороби шукали у людини з синдромом Кавасакі. Синдром Кавасакі - це аутоімунне захворювання, пов’язане із запаленням судин. Як пишуть автори, запалення, яке є основоположною рисою як цієї хвороби, так і ВЗК, може зіграти певну роль у присутності високих концентрацій ДНК харчових продуктів у крові. Пояснення цього вимагає подальшого розслідування.

У послідовності іншого дослідження вчені також змогли відстежити кількісний розподіл ДНК рослин. У дослідженні взяли участь 903 вагітні жінки, і первісною метою було виявлення трисомії плода (наприклад, генетичного розладу, спричиненого хворобою Дауна, наприклад) до народження неінвазивним способом. Рослинна ДНК була виявлена ​​в 75% зразків, кількість яких варіювалась від людини до особини, але демонструвала логарифмічний розподіл, що, на думку дослідників, свідчить про режим харчування. Цікаво, що багато послідовностей рослинних ДНК, можливо, були отримані з сої. Крім того, були показані послідовності інших метеликів (видів квасолі), видів картоплі та багатьох інших їстівних видів або їх найближчих родичів - однак, дієта не могла бути складена з цих даних.

Третє дослідження також зосереджувалось на виявленні фетальних генетичних відхилень та маркерів захворювань неінвазивним методом. Для цього дослідження брали кров у вагітної жінки та батька, потім із зразка матері відбирали плазму, а також пупову кров плоду. Рослинна ДНК могла бути виявлена ​​в крові батьків і в материнській плазмі (набагато менше, ніж у плазмі через наявність ДНК з клітин людини в крові), але не в пуповинній крові плода. Цей результат відповідав попереднім очікуванням дослідників, що, хоча кров матері досягає оболонки плода, і плазма плода може бути виявлена ​​в крові матері, прямого обміну рідиною між матір'ю та плодом не існує. Тому, хоча частина плазмової ДНК може переходити від матері до плоду, її концентрація повинна бути набагато нижчою в пуповинній крові.

Таким чином, результати показують, що частина ДНК з їжі може не тільки уникнути деградації під час травлення, але великі шматки, навіть гени, можуть залишатися цілими. Тобто нам потрібно переглянути оцінку уявлень про розпад та поглинання нуклеїнових кислот. Це викликає кілька питань. Якою буде доля цілої ДНК? Чи може він потрапити у власні клітини споживача чи клітини його мікрофлори або, можливо, бути включеним у їх геном? Якщо так, чи приєднання чужорідної ДНК приносить користь клітині, яка її підхопила, або навпаки, викликає шкідливу мутацію в ній? Особливо це стосується генетично модифікованих продуктів харчування. Це також свідчить той факт, що попередні дослідження, що вивчали можливість потрапляння ДНК з їжею в кров та різні органи, прагнули в першу чергу оцінити ризики споживання ГМ-продуктів. Якщо цілі гени можуть уникнути деградації, трансген, вбудований у геном рослини, може залишатися інтактним таким же чином. Можливо, ми далеко не відповімо на ці запитання.

Стаття була опублікована в журналі PLoS One.

Джерело: Spisák, S., Solymosi, N., Ittzés, P., Bodor, A., Kondor, D., Vattay, G., Barták, KB, Sipos, F., Galamg, O., Tulassay, Zs., Szállási, Z., Rasmussen, S., Sicheritz-Ponten, T., Brunak, S., Molnár, B., Csabai, I. (2013): Повні гени можуть переходити з їжі в кров людини. PLoS Один