Наше розуміння того, як харчування впливає на експресію та регуляцію генів, значно просунулося в останні роки з появою геноміки харчування. Ця сфера зосереджена на взаємодії між поживними речовинами, експресією генів і наслідками для здоров’я, проливаючи світло на складний зв’язок між тим, що ми їмо, і тим, як експресуються та регулюються наші гени.
Геноміка харчування: вивчення зв’язку
Харчова геноміка, також відома як нутригеноміка, досліджує, як поживні речовини в нашому раціоні можуть впливати на наші гени, що зрештою впливає на наше здоров’я та сприйнятливість до захворювань. Він досліджує складну взаємодію між експресією генів, поживними речовинами та біологічно активними харчовими сполуками, намагаючись зрозуміти, як дієта може модулювати експресію та регуляцію генів.
Розуміння експресії та регуляції генів
Експресія гена — це процес, за допомогою якого інформація з гена використовується для синтезу функціональних генних продуктів, таких як білки та РНК. Регуляція генів, з іншого боку, відноситься до механізмів, які контролюють рівні експресії генів, гарантуючи, що гени вмикаються або вимикаються в потрібний час і в потрібних клітинах.
Геноміка харчування виявила, що поживні речовини та харчові компоненти можуть прямо чи опосередковано впливати на експресію та регуляцію генів. Наприклад, певні поживні речовини можуть діяти як кофактори для ферментів, які беруть участь у експресії генів, тоді як інші можуть модулювати активність факторів транскрипції, які регулюють експресію генів.
Харчування та епігенетичні модифікації
Одна із захоплюючих сфер досліджень геноміки харчування зосереджена на епігенетичних модифікаціях. Епігенетика стосується змін у експресії генів, які не передбачають змін основної послідовності ДНК. Натомість на епігенетичні модифікації, такі як метилювання ДНК і модифікації гістонів, можуть впливати фактори навколишнього середовища, включаючи дієту. Таким чином, харчування може відігравати ключову роль у формуванні епігенома з потенційними наслідками для здоров’я та хвороб.
Роль поживних речовин у експресії генів
Доведено, що різні поживні речовини, від вітамінів і мінералів до фітохімічних речовин і жирних кислот, впливають на експресію та регуляцію генів. Наприклад, фолієва кислота, вітамін B, необхідна для синтезу та метилювання ДНК, а недостатнє споживання фолієвої кислоти було пов’язано зі зміненими моделями метилювання генів, що потенційно впливає на експресію генів, залучених у клітинні процеси та сприйнятливість до захворювань.
Так само було показано, що омега-3 жирні кислоти модулюють експресію генів, які беруть участь у запаленні, метаболізмі ліпідів та інших фізіологічних шляхах, підкреслюючи глибокий вплив дієтичних жирів на регуляцію генів і пов’язані з цим результати для здоров’я.
Харчування, експресія генів і ризик захворювання
Складна взаємодія між харчуванням і експресією генів має значний вплив на ризик захворювання. Дослідження геноміки харчування підкреслили, як певні схеми харчування та споживання поживних речовин можуть впливати на експресію генів, пов’язаних із хронічними захворюваннями, такими як серцево-судинні захворювання, діабет і рак.
Крім того, розуміння впливу харчування на експресію та регуляцію генів проклало шлях до персоналізованих підходів до харчування, за яких генетичний склад людини враховується під час адаптації дієтичних рекомендацій для оптимізації наслідків для здоров’я та пом’якшення ризиків захворювання.
Висновок
Підсумовуючи, нова галузь геноміки харчування надала цінну інформацію про вплив харчування на експресію та регуляцію генів. Він з’ясував складні зв’язки між дієтою, функцією генів і наслідками для здоров’я, проливши світло на потенціал персоналізованих заходів щодо харчування для зміцнення здоров’я та запобігання хворобам. Розуміння того, як поживні речовини можуть модулювати експресію та регуляцію генів, має вирішальне значення для поглиблення наших знань про складну взаємодію між генетикою та харчуванням, що зрештою визначає майбутнє охорони здоров’я та персоналізованих дієтичних рекомендацій.
Література:
- Ордовас Дж.М., Шен Дж. Взаємодія генів і харчування при серцево-судинних захворюваннях: оновлення нутрігеноміки та нутригенетики. В: Abou-Samra AB, Rankinen T, Bouchard C, eds. Геноміка та фармакогеноміка в розробці протипухлинних препаратів і клінічній відповіді. Springer International Publishing; 2020:105-125.
- Ferguson LR, De Caterina R, Görman U, Allayee H, Kohlmeier M, Pravst I. Guide and Position of the International Society of Nutrigenetics/Nutrigenomics on Personal Nutrition: Part 2 - Ethics, Challenges and Eedavors of Precision Nutrition and Implementation Strategies. Геном способу життя. 2021;14(3):137–74.