Как минимальные генетические различия превращают здоровую пищу в смертельную опасность
Исследователи из Технического университета Дрездена (TUD) на примере плодовой мушки изучили взаимодействие между генами и питанием. Результаты удивительны: минимальные генетические различия в митохондриях могут сделать здоровую пищу смертельной, а нездоровую — полезной. Соответственно, не существует универсально оптимальной диеты. Новые данные могут заложить основу для персонализированных рекомендаций по питанию для людей.
Биологи под руководством доктора Адама Добсона и профессора Клауса Рейнхардта исследовали, как различия в питании влияют на взаимодействие митохондрий и хромосом в клетках и здоровье насекомых.
«Мы уже знали, что митохондрии — это не только энергостанции клетки, но и своего рода менеджеры. Но то, что крошечные генетические различия в митохондриях решают, станет ли съеденная пища смертельной или здоровой, стало для нас большим сюрпризом», — объясняет доктор Адам Добсон.
Эффекты, зависящие от митохондрий, проявлялись только с некоторыми, но не со всеми генетическими вариантами хромосомной ДНК. «Различия были настолько сильными, что нам пришлось признать: для плодовых мушек не существует понятия здоровой или оптимальной диеты», — добавляет Клаус Рейнхардт.
Команда создала четыре мито-хромосомных варианта мух и наблюдала влияние разных типов пищи на их здоровье. В некоторых случаях это был вопрос жизни и смерти. Для одного из четырёх вариантов кормление внутренне незаменимыми аминокислотами было смертельным, для других — идеальным. Для этой же комбинации, с другой стороны, кормление с высокой концентрацией растительного жира было гораздо менее вредным, чем для остальных.
«Плодовые мушки и люди не только разделяют любовь к фруктам. У нас также есть общие важные генетические черты, например, митохондриальные гены. Мы использовали два типа пищи с высоким содержанием белка и жира, что соответствует типичному выбору питания людей. Поскольку метаболические процессы в клетках человека и мухи очень похожи, мы считаем, что наши результаты дадут важные insights для людей», — говорит Адам Добсон.
«Кажется, нам сначала нужно понять, как митохондрии взаимодействуют с хромосомной ДНК, чтобы затем сделать следующий шаг — давать рекомендации по персонализированной диете».
Команда измеряла размножение и развитие как два наиболее значимых параметра здоровья у мух. Оказалось, что эффекты питания проявлялись и у потомства, даже когда оно потребляло другую пищу. В некоторых случаях одно генетическое изменение определяло разницу между здоровыми и заражёнными животными.
Исследование опубликовано в журнале PLOS Biology.