Короткий зміст: Нещодавно було виявлено, що малі молекули РНК (молекули, що містять генетичний код у живих істот) з рослин, можуть вбудовуватися в організм тварин за допомогою дієти та змінювати вироблення певних білків в організмі та змінювати наприклад, рівень холестерину. Це відкриття відкриває нове поле досліджень, оскільки цей вплив їжі на тварин був невідомим.
Нещодавно була встановлена роль так званих мікроРНК (miРНК) як основних агентів експресії генів у живих організмах. Ендогенні мікро РНК мають важливу активність у відповідь на стрес, або вони можуть вироблятися у відповідь на вторгнення екзогенних нуклеїнових кислот від вірусів або бактерій [1].
Відкриття цих функцій дозволило використовувати мікро РНК у лабораторії для придушення експресії генів з різними цілями, наприклад, вирощуванням культур, стійких до шкідників [2]. Слід зазначити, що комплементарності послідовностей лише 6 нуклеотидів між miРНК та її молекулою-мішенню достатньо для досягнення мовчання [3].
Виникає питання, чи можуть інші екзогенні молекули мікроРНК викликати реакцію в організмі. Це те, що Чжан та ін. Вивчали у роботі, опублікованій у Cell Research [4]. З людської сироватки вони клонували та секвенували мікроРНК і виявили дивовижну знахідку, що 5% матеріалу було рослинного походження. Найбільш очевидним джерелом РНК цієї рослини була дієта, тому вони розпочали випробування на мишах, яким давали або звичайний корм, або рис. Концентрація miРНК у сироватці крові мишей, яких годували рисом, була вищою. Для підтвердження цієї знахідки групі гризунів вводили корм, збагачений рослинною міРНК, з тим самим результатом.
Однією з найпоширеніших мікроРНК у рослин називається miR168. Це має високий ступінь комплементарності з одним із фрагментів мРНК білка LDLRAP1 (білок рецептора ліпопротеїнів низької щільності 1). Ця інформаційна РНК кодує білок, що сприяє елімінації ліпопротеїдів низької щільності (ЛПНЩ) з крові. У мишей, яких годували miR168, спостерігалося зниження рівня білка, але не мРНК, яка його кодує, що означає, що miR168 від рослин працює шляхом приглушення експресії білка в клітинах.
Уповільнення метаболізму LDLRAP1 у печінці призводить до зменшення ендоцитозу LDL клітинами печінки, що ускладнює виведення LDL з плазми. Фактично, рівень ЛПНЩ у мишей, які проковтнули miR168, зростав після прийому. Було підтверджено, що ефект був обумовлений мікро РНК, оскільки цей ефект пригнічувався при інокуляції анти-miR168 олігонуклеотиду. У випадку мікроРНК тваринного походження додавання МіР-150 дало подібний ефект, уповільнюючи метаболізм іншого іншого білка, також у печінці.
Все вищесказане викликає багато невідомих, враховуючи, що кількість мікро РНК у раціоні як рослинного, так і тваринного походження може мати потенціал для модифікації експресії генів у тварин [3,5]. Той факт, що кулінарія не руйнує структуру цих мікро РНК і що вони стабільні в травній системі, порушує питання про те, наскільки наш фенотип може бути змінений цією причиною та патологіями, які можуть бути пов’язані. Іншим невідомим є вплив на бактерії, що складають кишкову флору, які мають великий вплив на наше здоров’я на всіх рівнях [6].
Гібридизація різних сортів натуральної пшениці з метою отримання більш стійких культур разом із генетичною модифікацією дозволила отримати сорти з більш високими врожаями та забезпечити борошно кращою технологічністю. Однак ця генетична модифікація змусила сучасну пшеницю експресувати тип гліадину, до якого більший відсоток населення має чутливість порівняно з натуральною пшеницею. Це одна з причин збільшення захворюваності на целіакію з 1980-х років, коли ці сорти були впроваджені [7].
Зараз варто подумати, чи можуть генетично модифіковані організми, що використовуються в харчовій промисловості, не тільки експресувати нові білки, до яких ми не пристосовані, але й те, що деякі мікроРНК цих нових сортів можуть мати невідомий вплив на експресію генів деяких ключовий білок для нашого здоров’я. Наслідки для громадського здоров'я можуть мати величезне значення, і ми сподіваємось на прорив у дослідженнях у цій галузі.
1.- Ding SW, Voinnet O. Противірусний імунітет, спрямований малими РНК. Клітина 2007; 130: 413–426.
2. - Baum JA, Bogaert T, Clinton W, et al. Боротьба з комахами-шкідниками через втручання РНК. Nat Biotechnol 2007; 25: 1322-1326.
3. - Льюїс BP, Burge CB, Bartel DP. Збережене спарювання насіння, часто оточене аденозинами, вказує на те, що тисячі людських генів є мішенями мікроРНК. Клітина 2005; 120: 15–20.
4. - Zhang L, Hou D, Chen X та ін. Екзогенна рослина MIR168a спеціально націлена на LDLRAP1 ссавців: свідчення перехресної регуляції мікроРНК. Cell Res 2011 20 вересня; doi: 10.1038/кр.2011.158
5. - Раджагопалан Р, Ваучерет Х, Трехо Дж, Бартель Д.П. Різноманітний і еволюційно рідинний набір мікроРНК у Arabidopsis thaliana. Genes Dev 2006; 20: 3407–3425.
6. - Діаз Х та ін. Нормальна мікробіота кишечника модулює розвиток мозку та поведінку. 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