Большой международный коллектив ученых под руководством Маркуса Ралсера (Markus Ralser) из Кембриджского университета провел исследование, показавшее, чем пища, которую мы едим, влияет на наши гены. Результаты работы описаны в статье в журнале Nature Microbiology, о них также рассказывает сайт университета.
Поведение клеток нашего организма определяется, с одной стороны, активностью генов, а с другой, химическими реакциями, необходимыми, чтобы поддерживать нормальное состояние клеток; этот процесс известен как метаболизм. И метаболизм работает в двух направлениях: расщепление молекул для получения энергии для жизнедеятельности и производство веществ, необходимых клеткам. Расшифровав геном, мы можем получить основную информацию о том, как функционирует конкретный организм, но все-таки не всю, поскольку существуют также и эпигенетические факторы, «включающие» и «выключающие» гены. Ученые предположили, что на активность генов может влиять и наше питание — те вещества, что получают клетки.
Чтобы проверить эту гипотезу, ученые провели ряд экспериментов. В качестве объекта были выбраны клетки дрожжей. Исследователи поясняют, что это идеальный модельный организм, с которым легко работать, при этом многие важные гены и клеточные механизмы дрожжей аналогичны тем, что есть у животных и человека.
Ученые регулировали уровни важных метаболитов — продуктов метаболических реакций — в клетках дрожжей и отслеживали, как это сказывалось на поведении генов и молекул, которые они производят. Оказалось, что девять из десяти рассматриваемых генов изменили свое поведение под влиянием метаболических процессов.
«Клеточный метаболизм играет гораздо более динамичную роль в клетках, чем мы думали раньше. Почти все гены реагируют на изменения в составе питательных веществ. И во многих случаях последствия были настолько сильны, что изменение метаболического статуса клетки может заставить ген работать совершенно иначе», — пояснил Маркус Ралсер.
Выводы исследования, по словам ученых, могут иметь важные последствия, в том числе можно будет лучше понимать, как организм реагирует на те или иные препараты. Например, при раке опухолевые клетки мутируют, и эти генетические мутации меняют обмен веществ внутри клетки, что, как теперь доказано, в свою очередь может повлиять на поведение генов. Это может объяснять, почему некоторые препараты не действуют, когда должны по всем расчетам.
Кроме того, исследование поясняет, почему иногда биологические эксперименты оказываются невоспроизводимыми в других лабораториях. Ведь даже небольшие различия в метаболизме могут изменить результаты экспериментов, а значит, необходимо создать новые лабораторные процедуры, чтобы лучше контролировать различия в обмене веществ.
