NUTRIGENOMIKA na co mają geny apetyt Ewa Róg - Zielińska
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
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
ŻYWIENIE KOBIET CIĘŻARNYCH NIE OD DZIŚ WIADOMO, ŻE SPOSÓB ODŻYWIANIA MATEK MA WPŁYW NA ROZWÓJ PŁODU
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
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.
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
ZNACZENIE EPIGENETYKI represja ekspresji genów piętnowanie rodzicielskie wyciszanie ekspresji sekwencji pasożytniczych kondensacja chromosomu X śmierć okołonarodzeniowa bezpłodność rozwój nowotworu
METYLACJA CYTOZYNY
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
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.
S-ADENOZYLOMETIONINA (SAM)
Inne składniki wpływające na metylację genomu epigallokatechiny (EGCG) - hamują aktywność DNAmetylotransferazy cynk betaina cholina witamina B2, B6, B12
B12 EGCG
ŻRÓDŁA: kwas foliowy - wątroba, zboża, zielonoliściaste warzywa, truskawki, witamina B12 wątroba, sardynki, nerki,
metionina -mięsa, ryby, sery żółte, orzechy, awokado, porzeczki, grzyby cholina kalafior, sałata lodowa, jaja, orzeszki ziemne, mięsa
Żywienie a HIV : neutralizacja DNA wirusów przez metylację witamina B12 ważna rola w zapobieganiu integracji wirusowego DNA do genomu hamuje aktywność enzymu integrazy HIV
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
Promotor genu cox-2
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.
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
ZWIĄZEK MIĘDZY DIETĄ A DŁUGOŚCIĄ ŻYCIA
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
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)
Dziękuję za uwagę