NUTRIGENOMIKA na co mają geny apetyt. Ewa Róg - Zielińska

Transkrypt

1 NUTRIGENOMIKA na co mają geny apetyt Ewa Róg - Zielińska

2 NUTRIGENOMIKA badanie zależności między żywieniem a odpowiedzią organizmu na poziomie ekspresji genów dieta ma wpływ na każdy etap ekspresji - na genom, transkryptom, proteom i metabolom nowe podejście do żywienia - personalizacja diety

3 WIELE SKŁADNIKÓW POŻYWIENIA MA WPŁYW NA FUNKCJONOWANIE GENOMU : cynk komponent glikozylazy OGG1 usuwającej 8oxG niacyna substrat dla enzymu polimerazy poli(adp)-rybozy - ma udział w utrzymaniu struktury telomerów cynk kofaktor dla enzymów zwalczających wolne rodniki i dla endonukleazy IV magnez kofaktor polimeraz, udział w naprawie i replikacji DNA

4 ŻYWIENIE KOBIET CIĘŻARNYCH NIE OD DZIŚ WIADOMO, ŻE SPOSÓB ODŻYWIANIA MATEK MA WPŁYW NA ROZWÓJ PŁODU

5 dzieci kobiet przyjmujących niedostateczne ilości kwasu foliowego podczas ciąży mają większe ryzyko urodzenia się z zaburzeniami rdzenia kręgowego i mózgu. podczas drugiej wojny światowej niedożywienie matek prowadziło do większej częstotliwości schizofrenii i choroby Alzheimera u dzieci niedożywienie matek podczas wojen w Ameryce doprowadziło do większej częstości zawałów u potomstwa podawanie myszom ciężarnym choliny prowadziło do urodzenia myszy mądrzejszych, zdolnych do zapamiętania większej ilości informacji podawanie myszom w pożywieniu większej ilości kwasu foliowego, choliny i witamin B prowadziło do urodzenia myszy o innym kolorze futra

6

7 dotąd uważano, że informacja zawarta w DNA jest jedyną determinantą wpływającą na funkcjonowanie organizmu. epigenetyka bada modyfikacje DNA i białek wiążących DNA (histony, czynniki transkrypcyjne, enzymy) zmieniające strukturę chromatyny bez zmiany sekwencji nukleotydów. metylacja DNA to sposób natury na umożliwienie środowisku zmian ekspresji genów bez wprowadzania mutacji.

8 metylacja DNA prowadzi do zacieśnienia struktury chromatyny, powodując wyciszenie transkrypcji i zanik ekspresji genu metylacji ulega najczęściej cytozyna powstaje metylocytozyna tak zmieniony nukleotyd jest rozpoznawany przez białka kondensujące materiał genetyczny oraz rekrutujące białka modyfikujące histony

9

10 ZNACZENIE EPIGENETYKI represja ekspresji genów piętnowanie rodzicielskie wyciszanie ekspresji sekwencji pasożytniczych kondensacja chromosomu X śmierć okołonarodzeniowa bezpłodność rozwój nowotworu

11 METYLACJA CYTOZYNY

12 Cztery drogi, w jaki składniki odżywcze wpływają na proces metylacji zasad w DNA: służąc jako donory grup metylowych wpływając na aktywność enzymatyczną metylotransferaz wpływając na proces demetylacji DNA

13 KWAS FOLIOWY KWAS FOLIOWY za pomocą enzymu reduktazy metylenotetrahydrofolianu jest przekształcany do 5- metylenotetrahydrofolianu, który jest żródłem grupy CH3 podczas przekształcania homocysteiny w metioninę, która następnie jest przekształcana w S-adenozylometioninę.

14 S-ADENOZYLOMETIONINA (SAM)

15 Inne składniki wpływające na metylację genomu epigallokatechiny (EGCG) - hamują aktywność DNAmetylotransferazy cynk betaina cholina witamina B2, B6, B12

16 B12 EGCG

17

18 ŻRÓDŁA: kwas foliowy - wątroba, zboża, zielonoliściaste warzywa, truskawki, witamina B12 wątroba, sardynki, nerki,

19 metionina -mięsa, ryby, sery żółte, orzechy, awokado, porzeczki, grzyby cholina kalafior, sałata lodowa, jaja, orzeszki ziemne, mięsa

20 Żywienie a HIV : neutralizacja DNA wirusów przez metylację witamina B12 ważna rola w zapobieganiu integracji wirusowego DNA do genomu hamuje aktywność enzymu integrazy HIV

21 ŻYWIENIE A NOWOTWORY Składniki przyjmowane z pożywieniem mają także wpływ na powstawanie i rozwój nowotworów Zaburzeniom może ulec na przykład wiązanie czynników transkrypcyjnych do regionu promotora genów związanych z nowotworzeniem

22 Promotor genu cox-2

23

24 JĄDROWE RECEPTORY PPAR jądrowe receptory PPAR (ang. peroxisome proliferatoractivated receptor) są endogennymi receptorami prostaglandyn zidentyfikowano co najmniej trzech członków rodziny PPAR: α, γ, i δ białka te formują heterodimer z receptorem retinoidów (RXR) i w tej formie reguluje ekspresję genów docelowych przez wiązanie się do odpowiednich elementów w obrębie DNA PPARγ podlega ekspresji w wielu komórkach nowotworowych aktywacja tego PPAR hamuje wzrost komórek nowotworowych poprzez indukowanie apoptozy.

25 prostaglandyna 15-deoksy-Δ 12,14 -prostaglandyna J 2 (15d-PGJ 2 ) w zależny od dawki sposób redukowała ekspresję COX-2 przez obniżanie aktywności w obrębie jej promotora od dawna obserwowany jest spadek zachorowalności na nowotwory jelita grubego dzięki diecie bogatej w wielonienasycone kwasy tłuszczowe - kwasy te są naturalnymi ligandami receptora PPARγ

26

27 ZWIĄZEK MIĘDZY DIETĄ A DŁUGOŚCIĄ ŻYCIA

28 wykazano, że ograniczenie diety zwiększa długość życia w każdym Ograniczenie z diety dotychczas (DR, ang. przebadanych dietary restriction): organizmów (Saccharomyces cerevisiae, Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster, gryzonie) spowalnia przebieg lub zapobiega chorobom pojawiającym się przeważnie u osób w starszym wieku: chorobom sercowo-naczyniowym, różnym typom raków, chorobom związanym z układem nerwowym i cukrzycy krótkookresowe ograniczenie diety zmniejsza również ryzyko pojawienia się chorób wieńcowych i udarów u ludzi

29 Umiarkowane DR umiarkowane DR powoduje wzrost długości życia przez genetyczne szlaki, które są zależne od zmiany metabolizmu węgla z beztlenowej fermentacji na tlenowe oddychanie redukcja glikolizy powoduje zmniejszenie cytoplazmatycznego stężenia NADH, a także wzrost aktywności kompleksu dehydrogenazy pirogronianu (PDC, ang. pyruvate dehydrogenase complex), kodowanego przez LAT1 Nikotynoamid pochodna niacyny (witaminy B3)

30

31 Dziękuję za uwagę