10 Харчування та гени Funkkolleg 2019-2020

Насолоди, здоров’я, бізнесу

funkkolleg

Автор: Стефанія Пютц

Усі харчуються по-різному - дієта та гени

Чому одні люди можуть їсти гори солодощів, не жируючи, а інші не тільки небезпечно піднімаються по вагах, але й загрожують діабету? Відповідь очевидна: гени впливають не тільки на наш зовнішній вигляд, а й на те, як ми вживаємо їжу.

Але: наскільки великий вплив генів? Чи можна оптимізувати індивідуальний раціон для зміцнення здоров’я та профілактики захворювань? Принаймні настільки ж хвилюючим є питання про те, як дієта визначає, які гени насправді використовуються, тобто які гени активуються або деактивуються. Цей процес відбитків починається ще до народження та в перші кілька місяців життя: харчова поведінка матері є одним із факторів, що визначають, чи має дитина пізніше тенденцію до надмірної ваги.

Чи є ця тенденція оборотною? Чи можна гени «включати і вимикати» за допомогою харчування навіть у зрілому віці? Ще дуже молода дослідницька галузь нутрігеноміки шукає зв’язок між генетичною схильністю та харчуванням.

Трансляція як подкаст

Трансляція в hr-iNFO: 25.01.2020, 11:30

Додатковий матеріал

  1. Нутрігеноміка
  2. Нутригенетика
  3. вибрані гени ризику надмірної ваги та ожиріння
  4. Епігенетика
  5. Дослідження Food4me
  6. Подальше читання
  7. Люди

1. Нутрігеноміка

Нутрігеноміка - це область досліджень, яка вивчає функціональну взаємодію між харчуванням та геномом і, таким чином, об’єднує галузі харчової науки та функціональної геноміки. Це центральна мета нутрігеноміки,

  • різний вплив компонентів їжі та/або дієти на мінливість геному. Ці результати слід використовувати для точнішого визначення ризиків захворювань, пов’язаних з харчуванням (нутригенетика) та для оптимізації їх профілактики в генетично різних популяціях (персоналізоване харчування).

Нутрігеноміка також досліджує вплив поживних речовин, вітамінів та мікроелементів на весь геном, зокрема на експресію генів та його епігенетичний контроль за допомогою метилювання ДНК. З цією метою використовуються методи для загальногеномного дослідження експресії генів (ДНК-мікрочипи), щоб можна було реєструвати повні закономірності експресії і, таким чином, отримувати результати системної біології. Крім того, нещодавно були використані та цілеспрямовано розроблені сучасні аналітичні методи (мас-спектрометрія, ЯМР), щоб реєструвати максимально повні зразки сироваткових метаболітів (профілювання метаболітів).

Ви можете знайти додаткову інформацію про нутрігеноміку при деяких захворюваннях, а також практичне застосування та майбутні розробки за посиланням https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s00103-006-0047-z.pdf

2. Нутригенетика

Міждисциплінарна дослідна галузь нутрігеноміки займається впливом їжі та окремих факторів харчування на експресію певних генів та білків. Навпаки, нутригенетика охоплює вплив генетичної мінливості на реакцію людини на харчові фактори. Це означає, що нутригенетика займається взаємодією між генотипом та дієтою та досліджує взаємозв'язок між генетичною дисперсією та її впливом на процеси, пов'язані з дієтою.

Додаткову інформацію можна знайти в книзі "Біофункціональність харчових інгредієнтів" від Haller et. у розділі “3.6. Нутрігеном і нутригенетика як основа персоналізованого харчування "Ханнелоре Даніель та Улла Кляйн (ISBN: 978-3-642-29373-3)

3. Вибрані гени ризику надмірної ваги та ожиріння

У спеціалізованих колах вважається доведеним, що у випадку ожиріння, тобто у випадку важкої або патологічної надмірної ваги, крім впливів навколишнього середовища, генетика також відіграє вирішальну роль. Понад 100 генів або варіантів генів відповідають за те, щоб люди ставали важчими та важчими. Однак це не означає, що постраждалі можуть посилатися лише на свій "поганий" генетичний склад, пояснює генетик ожиріння проф. Пітер Ковач з Лейпцизького науково-лікувального центру з питань ожиріння Лейпцизького університету. За допомогою своєї робочої групи він намагається зрозуміти роль генів у ожирінні, щоб розробити можливості терапії та профілактики на основі цього.

Лейпцизькі генетики беруть участь у багатьох міжнародних консорціумах і раніше брали участь у відкритті численних генів. Вони мають такі назви, як MC4R, TMEM18, BDNF або NEGR1. Ідентифікація так званого гена FTO більше десяти років тому у співпраці з дослідниками з Франції, Ісландії, Швеції та Німеччини була особливо важливою для генетичних досліджень в області ожиріння. FTO розшифровується як "жирова маса та пов’язана з ожирінням". Зміни цього гена безпосередньо і негайно визначають жирову масу та ожиріння людини.

Сигнали мозку відіграють важливу роль у розвитку ожиріння та діабету. Важливою речовиною, що передає інформацію, є дофамін. Вчені DZD з Тюбінгена та Мюнхена разом зі шведськими та американськими колегами досліджували, як зміна гена FTO ризику ожиріння та варіантів гена рецептора дофаміну D2 працюють разом. Їх результати свідчать про те, що люди, у яких змінилися обидва гени, мають більший ризик розвитку ожиріння та діабету.

4. Епігенетика

Епігенетика - нова дисципліна в генетиці. Вона досліджує властивості генів, які з’являються не через саму ДНК, а через її готовність до читання. Епігенетична інформація передається різними біомолекулами, які, подібно до хімічних замків, відмовляють або звільняють доступ до певних послідовностей ДНК і, таким чином, контролюють їх здатність активуватися. Окрім самих генів, епігенетичний код також визначає нашу долю. Це може призвести до того, що у людини розвинеться спадкове захворювання, тоді як їх генетично однояйцеві близнюки будуть позбавлені. Деякі епігенетичні позначення змінюються в денно-нічному ритмі, інші залишаються постійними, а треті передаються наступним поколінням через статеві клітини. Який епігенетичний код встановлений у людини і чи змінюється він у процесі життя, визначається не тільки власними сигнальними речовинами організму, а й харчовими звичками та іншими аспектами способу життя. DZD досліджує значення епігенетичних факторів у розвитку діабету та ожиріння.

Дженувейн, Томас: Епігенетика - "Ми - це більше, ніж сума наших генів". Товариство Макса Планка, щорічник за 2013 р., С.4-9. Посилання: https://www.mpg.de/8236616/jahresbericht_2013.pdf

5. Дослідження Food4me

Повне розшифрування геному людини в 2000 році відкрило можливість індивідуалізованої медицини, включаючи персоналізовану дієту. У цей час було створено поле «нутрігеноміки». Він досліджує взаємозв’язок між їжею та експресією генів. Багато сподівалися, що зможуть спланувати відповідні дієтичні рекомендації на основі генетичного профілю людини. Існує потреба у всебічному аналізі можливостей та проблем у галузі персоналізованого харчування. Food4Me об’єднав міжнародну групу експертів. Слід проаналізувати сучасні знання про персоналізоване харчування та вивчити застосування індивідуальних рекомендацій щодо харчування. Проект Food4Me також вивчатиме ставлення споживачів та розроблятиме нові наукові інструменти для впровадження. Масштабне дослідження принципів проводиться у 8 європейських навчальних центрах із загальною кількістю 1300 учасників.

Результат: Наприклад, дослідження Food4Me вивчило чотири різні групи персоніфікованих дієтичних рекомендацій, заснованих на дієтичних рекомендаціях та фізіологічних, клінічних чи генетичних параметрах, і не виявило різниці у втраті ваги між рівнями персоналізації. На сьогодні персональне харчування на основі генів ще не застосовується для лікування ожиріння. Тим не менше, персоналізовані дієтичні рекомендації, засновані на генетичному складі людини, є інноваційним та перспективним підходом до профілактики та лікування ожиріння. У майбутньому для обґрунтування клінічних доказів рекомендацій щодо дієти на основі генів будуть необхідні інтервенційні дослідження на людях.

6. Подальше читання

Біофункціональність їжі, розділ нутригенетика Ханнелор Даніель та Улла Кляйн, https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-29374-0_2

Ганс Конрад Бісалксі: Наша біологічна біографія. Ті, хто їх знає, живуть здоровіше. Knaus Verlag, Мюнхен, 2017, с. 99-105.

7. Люди

Професор доктор Ханнелор Даніель

Пані Даніель - німецький дієтолог. Вона працює в галузі біохімії та фізіології харчування людини з акцентом на молекулярній та клітинній біології білків транспорту поживних речовин та сторонніх речовин клітинної мембрани.

З 1972 по 1977 р. Пані Даніель вивчала побутові та харчові науки в Гіссенському університеті. Закінчила диплом у 1978 році. Після цього відбувся доктор біохімії харчування в Університеті Гіссена та абілітація з фізіології та біохімії харчування в Університеті Гіссена. Працювала асистентом медичного факультету Університету Пітсбурга, США, та професором з біохімії харчування в Університеті Юстуса Лібіха в Гіссені. З 1998 року вона є професором фізіології харчування в Мюнхенському технічному університеті та директором Центрального інституту харчування та досліджень продуктів харчування (ZIEL) при Науковому центрі Вейхенштефана. Вона є членом кількох наукових товариств та комітетів і отримала багато нагород за свою роботу.

Ханнелор Даніель працює у галузі біохімії та фізіології харчування людини з акцентом на молекулярній та клітинній біології білків транспорту поживних речовин та сторонніх речовин клітинної мембрани. Вона досліджує роль транспортних білків клітинної мембрани у засвоєнні поживних речовин та фармацевтичних препаратів, а також вплив поживних речовин на експресію генів, синтез білка та метаболом, використовуючи широкий спектр молекулярних та клітинних біологічних методів. Для цього вона використовує широту біології та вивчає функції генів та білків у бактеріях, дріжджах, безхребетних, ссавцях та людях. Вона також проводить дослідження щодо нешкідливості харчових інгредієнтів, наприклад у нових та функціональних продуктах харчування. Багато років вона впроваджувала нові напрямки в біохімії, клітинній біології та фізіології у свою сферу діяльності і надавала своїй групі лідируючі позиції у дослідженні протонзалежних транспортерів поживних речовин та взаємодії генів та поживних речовин.

Професор доктор Томас Дженувейн

Пан Йенуейн навчався в Університеті Ерлангена та Університеті Гейдельберга. Закінчив молекулярну біологію. Потім він працював доктором наук в EMBL в Гейдельберзі. З 1993 по 2001 рік він очолював робочу групу в Інституті молекулярної патології (ІМП) у Відні. З 2002 по 2008 рік працював науковцем в ІМП. З 2008 р. - директор департаменту епігенетики Інституту імунобіології та епігенетики Макса Планка у Фрайбурзі. Його наукові інтереси включають хроматин, метилювання гістону-лізину, стабільність хромосом, епігенетичну регуляцію генів, успадкування клітинного типу, гени полікомб ссавців та Su (var) та розвиток мишей.

Лікар. Клариса Герхаузер

Пані Герхаузер вивчала фармацію у Вюрцбурзькому університеті, а в 1993 році здобула ступінь доктора фармацевтичної біології в Мюнхенському університеті (summa cum laude). З 1993 по 1996 рік вона працювала постдоктором та науковим співробітником у галузі хіміопрофілактики раку в Університеті Іллінойсу в Чикаго. У 1996 році вона переїхала до Німецького центру дослідження раку (DKFZ) в Гейдельберзі і в даний час очолює групу з хіміопрофілактики та епігеноміки раку. Її дослідження зосереджено на вивченні молекулярних механізмів, пов'язаних з раком молочної залози та передміхурової залози, з сильним акцентом на епігенетичних механізмах. Вона є автором понад 100 наукових статей, оглядів та розділів книг та має чотири патенти. Вона також є співавтором всебічної довідкової роботи на тему "Хіміопрофілактика раку та пошкодження ДНК від харчових факторів" (Wiley Press, 2009).

Ун-т-проф. Проф. Лікар. мед. хабіл. Лікар. hc.c. Бертольд Колецко

Пан Колецко - педіатр в Dr. Дитяча лікарня фон Хаунера університетської клініки в Мюнхені. Навчався у Вестфальському університеті Вільгельма в Мюнстері. Його габілітація відбулася в Університеті Генріха-Гейне в Дюссельдорфі. Він є автором різноманітних газетних статей, розділів книг та книг. Він також має різні патенти. В даний час він є головою Комітету з харчування Німецького педіатричного товариства, головою Фонду дитячого харчування при Європейській академії педіатрії, президентом Асоціації міжнародних товариств з дитячої гастроентерології, гепатології та харчування. Його наукові інтереси стосуються метаболізму та харчування, а також джерел здоров’я та хвороб, метаболоміки та епігенетики.

Додаткові матеріали перелічені в тому порядку, в якому ключові слова були згадані в програмі. Матеріали були створені: Dr. Сандра Хабіхт, Яна Росні