Nutrigenomics; A legkorszerűbb
ÉLELMISZER MINŐSÉGE
Nutrigenomika - a technika állása
BARBARA WALTHER *, DOREEN GILLE *, GUY VERGÈRES *
Barbara Walther
Doreen Gille
A Nutrigenomics egy olyan fiatal kutatási terület, amely egyesíti a legkülönbözőbb tudományterületeket, mint például a molekuláris biológia, a genetika, a bioinformatika, az orvostudomány és a táplálkozási kutatás. Ebben a kontextusban ez a tudományág elsősorban a sejtek metabolikus útvonalainak szabályozására összpontosít meghatározott tápanyagok vagy élelmiszerek révén, figyelembe véve az egyén táplálkozási és egészségi állapotát. Nem csupán arról van szó, hogy az embernek a genetikai felépítéséhez igazított optimális étrendet kínálunk. Ehelyett a táplálkozásnak segítenie kell megérteni, hogy a táplálkozás meghatározott formája hogyan befolyásolhatja bizonyos betegségek (pl. Cukorbetegség, szív- és érrendszeri betegségek, rák, elhízás stb.) Előfordulását/fejlődését gén- és molekuláris szinten. Egy másik hangsúly az emberi egészségre és az ételek ezen állapot fenntartására gyakorolt hatására irányul. Ezenkívül új molekuláris biomarkereket és bioaktív élelmiszer-összetevőket kell meghatározni a nutrigenomika segítségével, és érvényesíteni kell azok hatékonyságát (1, 2).
A múltban két felfedezés alapozta meg a fejlődést és a megalapozást-
Guy Vergères
modern biológia és funkcionális genomika: egyrészt a DNS izolálása Friedrich Miescher svájci orvos által 1869-ben, másrészt a DNS kettős spirálszerkezetének tisztázása James Watson és Francis Crick által 1953 áprilisában. Ezeknek az eseményeknek nem sok köze volt a szó szoros értelmében vett táplálkozáshoz - az étel elsősorban azt a célt szolgálta, hogy energiát adjon a leleményes felfedezőknek tanácskozásukhoz. Az a felismerés azonban, hogy az élelmiszer és a tápanyagok bizonyos módon emberi lények
* Agroscope Liebefeld-Posieux ALP kutatóintézet
A genom befolyásolása gyorsan fejlődött, mert csak 50 évvel a DNS szerkezetének tisztázása után a „táplálkozási genomikából” eredő „nutrigenomika” kifejezés kezdett elterjedni a tudományos közösségben. Az „omikus” technológiák elterjedésének előfeltételei tehát megvoltak; A bioinformatikával kapcsolatban ezek a technológiák ma átfogó képet adnak a biológiai rendszerekről, legyenek azok növények, állatok vagy emberek, általában a környezetükben és különösen a táplálkozásban.
A nutrigenomika célja
Általában fontos és érdekes megérteni az emberek és környezetük közötti kölcsönhatásokat. Ebben az összefüggésben nem lehet elkerülni, hogy közelebbről megvizsgáljuk a fenotípust, vagyis a megjelenést, például azt, hogy az érintett személy-e
férfi vagy nő, egészséges vagy beteg, és milyen tulajdonságokkal rendelkezik. Ezeket a jellemzőket az egyéni genotípus és a környezeti hatások határozzák meg, amelyeknek az illető ki van téve. A fenotípus, a genotípus és a környezet befolyásolja egymást. Az ember számára az egyik legfontosabb környezeti hatás az étrend; Végül is körülbelül 60 000 kg ételt eszünk egész életünk során. A múltban azonban a táplálkozástudomány célja elsősorban ezen élelmiszerek vagy összetevőik anyagcserére és fenotípusra gyakorolt hatásának vizsgálata volt, vagyis hozzájárulnak-e bizonyos betegségek kialakulásához, vagy akár enyhítik-e, vagy elősegítik-e az egészséget. A nutrigenomika különböző módszerei immár lehetővé teszik a fókuszálást
Példa lehet az átirat-
Fenotípus
pl. betegség, nem
tomik technológia, miután elfogyasztott egy ételt egy pillanatra-
se aktiválódik a sorrendben
környezet
pl. táplálkozás, gyógyszerek
vagy gátolható (6, 7). Az ilyen típusú mérésekhez ver-
évekkel ezelőtt különösen
Ábra: A fenotípus, a genotípus és a környezet közötti kölcsönhatások.
(gén chipeknek is nevezik). Nemrég
a különféle szekvenálási technológiák genotípusa közötti kölcsönhatásról
és a táplálkozás a közvetlenebb és érzékenyebb számszerűsítés szempontjából
notyp. Ez a holisztikus nézet lehet a génexpresszió. E szerint a biologi-
Ennek kulcsa a jövőben a transzkripciónak nevezett rövid távú folyamat lesz
A második részlépés célzott módon zajlik a megelőzés eszközeként
vagy akár terápia a génexpresszió használatához: vagyis a transzláció
specifikus fehérjék képződéséhez. A profi-
A nutrigenomika módszerei
A Teomik technológia definiálhatja ezeket a fehérjéket, lenyelés után képződésüket-
Tekintettel a benevezett élelmiszerek és tápanyagok módszereire-
Megkülönböztetünk táplálkozástanokat: 1. Meghatároztuk a rajzoltakat. Továbbá
nomik technológiák, különösen az előállított mennyiségét tanulmányozó technológia-
Genotipizálás; 2. Transzkripptikai technikák fehérjék és eloszlásuk és in-
technológiák; 3. A proteomikai technológiák kölcsönhatásai más biológiai anyagokkal
mint a 4. Metabolomics Technologies.
Molekulák. Erre a technológiára com-
Megérteni, hogy a férfiak melyik ponton főleg a kétdimenziós poli-
alkalmazzon különböző technológiákat, akrilamid gélelektroforézist és spe-
Először fontos elmagyarázni, hogy mik a zónás tömegspektroszkópiai módszerek
pontosan felhasználható az emberi testben (1, 2). A. Utolsó lépésében
A molekuláris szint akkor következik be, amikor a sejtközeli információ áramlik
elemek találkoznak a sejtekkel. Ami végül milyen befolyást vizsgál
központi kifejezések ebben az összefüggésben - az anyagon szintetizált fehérjék-
DNS, transzkripció, RNS, transz-változás, ez azt jelenti: melyik anyag-
A fehérje, az anyagcsere és az anyagcsere útjai kölcsönhatásba lépnek egymással,
mely metabolitok vagy köztes pro-
A DNS-szekvenálás a termékek hatásának alapja
az egyedi genotipizáláshoz és a fehérjékhez? A metabolomikai technológia
lehetővé teszi számunkra, hogy genetikai polimorfizmusokat használjunk elemzéseikhez
és epigenetikus módosítások olyan eljárásokban, mint a tömegek-
azonosítani. Emberi DNS je- spektroszkópiában (8).
testünk sejtje szolgál sablonként A kihívások, amelyeket ez az "omik"-
az RNS szintéziséhez. Attól függően, hogy a technológiák magukkal hozzák-e-
egy tápanyagnak közvetlen vagy közvetett hatása van, igényes, különösen miatta
megnövekedett vagy holisztikus jellege van ennek alapján,
gyengítette a specifikus RNS termelését - ha lehetséges, egy faj összes molekulája egyben
A molekulák azonosítása, azaz egyetlen mérés felfelé vagy lefelé, és
a génexpresszió szabályozása. Számszerűsíteni. Az értékelés megvan-