Így hangolja át életünket minden megevett rizsszem

A rizs vagy a kelbimbó sokak számára csak egyszerű köret a főfogás mellé. Új kutatási eredmények szerint azonban ezek a növények - és valószínűleg az összes többi növényi táplálék is - oly módon változtatják meg génjeink viselkedését, ami teljesen új a tudomány számára.

Egy átlagos élet során körülbelül 15 tonnányi táplálékot fogyaszt el egy ember. Már a mennyiségből is nyilvánvaló, hogy ez az egészségünket leginkább meghatározó külső tényezők egyike. A kutatók egyre többet tudnak a táplálék szervezetre gyakorolt hatásairól, és néhány éve kiderült, hogy még a génműködésre is van közvetett befolyása annak, hogy mit eszünk.

A legújabb eredmények viszont még meglepőbbek. Kiderült, hogy a növényi táplálék lebontásakor keletkező kis növényi örökítőanyag-darabok, az úgynevezett mikroRNS-ek (miRNS) bejutnak a vérkeringésbe és a sejtekbe, ahol közvetlenül befolyásolják egyes gének kifejeződését. A mikroRNS-ek valamennyi sejtmaggal rendelkező sejtben előfordulnak, és fontos génszabályozó szerepet töltenek be.

Csen-Ju Csang (Chen-Yu Zhang) a Nankingi Egyetem kutatója munkatársaival fölfedezte, hogy a növényi táplálékban lévő genetikai anyag egy része átvészeli az emésztést, és bekerül a keringési rendszerbe. Emberben és szarvasmarhában sikerült azonosítani a vérben úszkáló apró növényi RNS-darabokat. A kutatók azt is kimutatták, hogy ugyanilyen mikroRNS-ek módosítják a génkifejeződést: egerekben növelik a koleszterinszintet.

"Rendkívül nagy horderejűnek tartom a kutatók munkáját, de addig azért némi óvatossággal kell kezelni az eredményeket, amíg más kutatók meg nem erősítik ezeket" - mondta a kísérletekről az [origo]-nak Fekete Sándor György, a Szent István Egyetem Állatorvos-tudományi Karának laborállat-tudománnyal és nutrigenomikával foglalkozó tanára (a nutrigenomika a táplálóanyagok hatását vizsgálja a DNS-re, a fehérjékre és az anyagcsere-folyamatokra).

Fekete azt mondta, a tanulmány több dologra is felhívja a figyelmet. Közvetve figyelmeztet a globalizáció újabb veszélyeire, hiszen szabadon áramolhatnak az országok között olyan élelmiszerek, amelyekhez egyes népcsoportok már alkalmazkodtak, mások számára viszont esetleg káros hatásúak lehetnek. A tanulmány egyben tudományos bizonyíték arra, hogy az élővilág közös tőről fakad.

Fekete szerint a tanulmány arra is ráirányítja a figyelmet, hogy milyen komoly problémát jelenthetnek a genetikailag módosított (GM) növények. A mostani kísérlet ugyanis arra utal, hogy akár káros genetikai anyagok is átjuthatnak a GM-növényekből az állatokba és az emberekbe. A GM-növények termesztési és fölhasználási engedélyezésekor egyelőre elég laza szabályokat követnek. Rendszerint elegendő egy három hónapos patkányetetéses vizsgálat, és ha ez alatt nem történik bajuk az állatoknak, akkor engedélyezik a növények forgalomba hozatalát. A professzor szerint ezeket a növényeket a gyógyszerekre vonatkozó engedélyezési procedúra után lenne szabad csak forgalmazni. "Szerencsére hazánkban nem engedélyezett a GM-takarmány és -élelmiszer fölhasználása" - mondta Fekete.

A nutrigenomika és a nutrigenetika nem ugyanaz

Jose M. Ordovas spanyol professzor, az új tudományág egyik első kutatója a két fogalom közti különbséget így határozta meg: míg a nutrigenomika a tápláló- és hatóanyagok hatását vizsgálja a DNS-re, a fehérjékre és az anyagcsere-folyamatokra, a nutrigenetika célja annak föltárása, hogy a populációban milyen az eltérően válaszoló gének megoszlása, azaz a pontmutációk (SNP = single nucleotid polymorphism) elterjedése. Például egyesek kolbászt ehetnek szalonnával, mégsem emelkedik a koleszterinszintjük, mások szigorú diétával is nehezen érik ezt el. A koleszterin szintjének alakulását 50 százalékban, a vérnyomás értékeit vagy akár a rák kialakulásának esélyeit 30-60 százalékban szabhatják meg génjeink.

Hogyan hatnak a miRNS-ek a génkifejeződésre?

Csang és munkatársai azt vizsgálták, hogy vajon a vérünkben úszkáló összes miRNS-szálat a saját sejtjeink készítik-e, vagy esetleg bizonyos részük a táplálékból kerül be.

A csoport először 31 egészséges kínai férfitól és nőtől, ezenkívül tehenektől vett vérmintát. A mintákat nátrium-perjodáttal kezelték. Ez az oxidáló anyag úgy módosítja az emlősök mikroRNS-eit, hogy ezután azokat már nem lehet szekvenálni (azaz a bázissorrendjüket meghatározni), a növényi miRNS-eket viszont érintetlenül hagyja. Csang hozzávetőleg 30 ismert növényi miRNS-t azonosított az emberek és a tehenek vérében.

Brokkoliszüret

Két miRNS - a MIR168a és a MIR156a - különösen nagy koncentrációban fordult elő. Ez a két miRNS nagy mennyiségben található a rizsben és a káposztafélékben, ahová többek közt a kelbimbó, a brokkoli, a fejes káposzta és a karfiol tartozik.

Figyelembe véve, hogy a kínai étrend rendkívül gazdag rizsben, valamint, hogy a főzés nem tette tönkre ezeket a növényi miRNS-eket, Csang arra a következtetésre jutott, hogy az emberi vérmintákban kimutatott miRNS-ek a táplálékból jutottak oda.

Önmagában már az a tény is elég meglepő, hogy a növényi miRNS-ek elkerülték a megemésztődést, és a testben keringenek. Csang azonban elsősorban arra volt kíváncsi, hogy megőrizték-e a működőképességüket a növényi miRNS-ek az állati vérben.

"Hangerő-szabályzóként" működnek

A miRNS-ek egyfajta genetikai hangerő-szabályozóként csillapítják vagy erősítik a génkifejeződést úgy, hogy hozzákapcsolódnak a hírvivő RNS-ekhez, és megakadályozzák, hogy az enzimek fehérjékre fordítsák le az RNS-szálakat.

Annak megállapításához, hogy a MIR168a befolyásolja-e a génkifejeződést az állatokban, Csang csoportja olyan szekvenciákat keresett az ember, a patkány és az egér genomjában, amelyek komplementerek a MIR168a-val. Mintegy 50 olyan gént találtak, amelyet a MIR168a képes lehet ki- és bekapcsolni, köztük az LDLRAPI génjét. Ez a májban lévő fehérje, amely képes eltávolítani a "rossz koleszterint", azaz az LDL-t a vérből.

Csang és csoportja egy sor kísérletet végezve azt tapasztalta, hogy a MIR168a nemcsak hogy megmarad az állati sejtekben, de képes megváltoztatni a génkifejeződést is. Először a kutatók emberi bélhámsejttenyészethez adták hozzá a MIR168a-t. A sejtek apró hólyagokba csomagolták az RNS-t, majd kibocsátották. Csang emlősmájsejtekre öntötte ezeket a hólyagocskákat. A májsejtek hamarosan szokatlanul kevés LDLRAPI-t kezdtek termelni.

Ezután Csang nyers rizzsel etette a kísérleti egereket, illetve injekcióval juttatott beléjük MIR168a-t. Mindkét esetben azt tapasztalta, hogy az LDLRAPI fehérje szintje csökkent, és a koleszterinszint növekedett. Ezután olyan genetikai anyagot injektált az egerekbe, amelyet úgy terveztek, hogy inaktiválja a MIR168a-t. Az injekció után nem csökkent a koleszterint eltávolító fehérje szintje.

Az eredmények együttesen arra utalnak, hogy a rizsből származó MIR168a - legalábbis egerekben - átvészeli az emésztési folyamatokat, gátolja egy fontos receptorfehérje termelődését, és növeli a vér koleszterinszintjét. Egyszerűen fogalmazva, egy növényi miRNS képes növelni a vér koleszterinszintjét egerekben. A kutatók a rangos Cell Research szakfolyóiratban számoltak be kísérleteikről (az eredeti cikk kivonata itt, sajtóanyag a kutatók elérhetőségével itt).