Проф. Д-р Франсіско Перес Браво
Завідувач лабораторією харчової епідеміології та генетики
Інститут харчування та харчових технологій (INTA)
Чилійський університет

геноміка

Недавні результати, отримані в результаті проекту геному, та технологічний розвиток, пов'язаний з цими досягненнями, дозволяють по-новому поглянути на харчування та значення, яке воно надає на молекулярному рівні. В рамках так званих "омічних" наук (геноміка, протеоміка та транскриптономіка) нутрігеноміка або нутриторна геноміка відповідає новій галузі науки, яка вивчає вплив харчування на молекулярному та генетичному рівні. Найближчим часом нутрігеноміка дозволить інтерпретувати харчування з базової точки зору з інформацією, отриманою з геномного рівня, аж до використання нових інструментів для вибору різних продуктів харчування та поживних речовин. Крім того, корисною дисципліною буде визначення ефективності та безпеки їх, покращення знань про вплив генетичних варіацій у кожній популяції (сприйнятливість) на метаболізм поживних речовин.

Є гени, які безпосередньо пов’язані з ризиком зараження захворюваннями (серце, рак, остеопороз та діабет, наприклад), і відомо, що експресія цих генів може бути змінена за допомогою харчування. Ми всі маємо якусь версію цих генів, тому цілком можливо дослідити, які версії генів у нас є, і на основі цієї інформації базуємо свій раціон. У не надто віддаленому майбутньому можна буде відмовитися від «рекомендованої добової дози» та всіх правил, розроблених для загальної популяції. Нове дослідження забезпечить "індивідуальні" дієти для кожного з них відповідно до їх генетичного складу.

Потужність проекту генома полягає у виявленні генетичних основ, що застосовуються до спадкових захворювань, що також застосовуватиметься до поширених генетичних варіантів у популяції, що дозволить створити логічну стратегію лікування індивідуалізованих захворювань. З цієї точки зору, зростає інтерес до визначення того, як гени взаємодіють з елементами раціону людини, модифікуючи клітинний метаболізм та створюючи метаболічні зміни, які можуть бути пов'язані зі схильністю та ризиком розвитку загальних захворювань.

Вплив на майбутнє здоров'я

Поліпшення харчових властивостей харчових продуктів як рослинного, так і тваринного походження матиме значне значення для здоров'я населення та харчової промисловості. З цієї точки зору нутрігеноміка все ще перебуває на ранніх стадіях розвитку, і їй ще можна багато чому навчитися, особливо про те, як ідентифікувати молекули-мішені, на які слід внести зміни.

Класично харчування фокусується на скороченні досліджень, обмежених кількома тканинами, щоб оцінити ризик розвитку певних захворювань внаслідок дії їжі; Однак з кожним днем ​​всебічна оцінка продуктів харчування та поживних речовин у геномі стає все більш важливою, беручи до уваги, що всередині людського виду існує генетична неоднорідність (системна біологія).

«Істинно поживна» їжа

Їжа, яку ми їмо, містить тисячі біологічно активних елементів, багато з яких можуть мати сприятливий вплив на здоров'я. Однак вплив активних біологічних компонентів дієти на геномному рівні лише детально розкривається, а знання про їх механізми дії все ще обмежене. Багато даних, які ми зараз обговорюємо, були отримані з досліджень в пробірці з високочистими молекулами як у формі, так і в концентраціях, яким клітини рідко піддаються. Незважаючи на те, що ця робота є відправною точкою, потрібно отримати всебічні знання про біологічну систему з фізіологічно більш реалістичними моделями, які включають: характеристику поживної речовини, поглинання, накопичення, на додаток до розробки досліджень у реальному часі. ефект дози -відповідь.

Структура захворюваності як людства надзвичайно змінилася за останні десятиліття, головним чином завдяки зміні харчових звичок і, перш за все, поводженню з їжею. В оброблених та/або рафінованих продуктах харчування, які складають високий відсоток дієти, не вистачає багатьох поживних речовин, які вони повинні мати, і при неправильній обробці вони можуть утворювати потенційно шкідливі речовини для здоров'я. Приготування їжі, консервування, зберігання, заморожування та інші способи обробки їжі в більшості випадків забирають багато її поживних речовин (наприклад, вся ферментативна батарея чутлива до нагрівання, подібна ситуація трапляється з багатьма вітамінами та деякими амінокислотами). Це означає, що оброблені харчові продукти більше не мають вихідної харчової цінності, яку вони зазвичай мають у необробленому стані.

У цьому сенсі дієтологічна геноміка зможе дослідити, які фактори в цих маніпульованих продуктах харчування можуть бути потенційно ризикованими для здоров’я, і повернути до певних компонентів раціону концепцію «справді поживної».

Дизайнерські дієти, сучасна реальність

Нове дослідження забезпечить індивідуальні дієти для кожної людини відповідно до їх генетичного складу.

Взаємозв'язок між харчуванням та обміном речовин вивчався давно. Як це так, що деякі люди, які їдять багато жиру, не мають серцево-судинних захворювань? Чому у тих, хто не їсть багато жиру, дуже високий рівень холестерину? Ось деякі з питань, на які покликана відповісти харчова геноміка.

Харчова геноміка показала, що їжа відіграє фундаментальну роль в модулюванні балансу численних фізіологічних процесів, які безпосередньо пов'язані з експресією генів. Зараз, як результат проекту геному людини, існують необхідні інструменти для детального вивчення того, як поживні речовини модулюють експресію геному людини.

«Поживні» продукти

Найголовніше в цьому відношенні полягає в тому, що поживна геноміка дозволить перетинати окрему геномну інформацію з їжею та харчовими компонентами, щоб ефект був позитивним для здоров’я людини. Ідея полягає в тому, що ризиковану їжу можна замінити потенційно менш шкідливою.

Індивідуальне геномне профілювання може допомогти поліпшити харчування та здоров'я, і ​​за цим новим сценарієм геноміка та біоінформатика відіграватимуть вирішальну роль у виявленні генетичних варіантів, що викликають захворювання, що проводиться за допомогою досліджень баз даних геному людини. У цьому сенсі важливо знати зміни, що відбуваються всередині клітини, схеми її взаємодії з транскриптомом та метаболомом, щоб персоналізувати ефекти здорового харчування у корекції зміненого обміну речовин. Порівняння окремого генотипу з геномною базою даних дозволить рекомендувати індивідуалізовані поживні речовини, що залежать від генотипу, відповідно до вимог та потреб кожної людини.

Останні події в галузі протеоміки, що застосовуються до дієтології, революціонізують концепції "поживних" продуктів харчування як індукторів експресії певних генів та подальшої переробки білків, дія яких необхідна для нормального функціонування клітинного метаболізму (метаболом).

Гігантський стрибок

Харчова геноміка дозволить організувати дієти, що запобігають або затримують початок поширених хронічних захворювань, що мають великий вплив на населення, таких як певні типи раку, деякі дегенеративні захворювання, такі як хвороба Альцгеймера, остеопороз та діабет 2 типу, серед інших. На додаток до «індивідуальної» дієти, заснованої на генотипі, передбачається повний аналіз фізичної активності, фактор, який також залежить від певних генетичних варіантів (витрата енергії, відведення тепла тощо).

Цей прогрес зумовить гігантський стрибок у підході до сучасного харчування і, мабуть, стане фундаментальним стовпом у розвитку громадського здоров'я в майбутньому.

Глосарій

Геноміка: наука, яка вивчає варіації на структурному рівні ДНК, конформацію генів та варіації популяції генетичних поліморфізмів.

Транскриптономіка: наука, що відповідає за функціональний аналіз послідовностей генів, аналіз РНК-месенджера, активацію та/або репресію генів.

Протеоміка: наука, яка займається структурним та функціональним вивченням білків, їх динамічних властивостей та їх взаємозв'язку з геномом.

Метаболоміка: наука, яка прагне проаналізувати кінцевий продукт (метаболіт) та його вплив на клітинний та проміжний метаболізм на основі генетичної інформації, раніше відомої іншими "омічними" науками

Системна біологія: Наука, яка об'єднує всі так звані науки "оміки" в контексті живої істоти.

Зв'язок

Як розміщувати статті у цьому розділі веб-порталу