ديدگاه جديد در علم تغذيه: ژنوميك تغذيه اي(Nutritional Genomic)
گردآوري: آرش جوانمرد
پژوهشكده بيوتكنولوژي كشاورزي شمالغرب و غرب كشور
مواد غذايي، شامل هزاران سوبستراي بيولوژيكي فعال است كه مي تواند سودمنديهاي اساسي را در سلامتي انسان و جلوگيري از ابتلا به بيماريهاي مختلف فراهم آورند. امروزه ارتباط بين تغذيه مناسب و سلامتي به خوبي ثابت شده است. اما اينكه چگونه بعضي از مواد مغذيي جيره بر ساختار ژنتيكي موجودات تاثير گذار هستند هنوز در هاله اي از ابهام است. علم ژنوميك تغذيه اي(Nutritional Genomic) يا تغذيه مولكولي علمي است كه در آن اثر متقابل بين تغذيه و ژنوم موجودات مورد بررسي قرار مي گيرد. بهر حال درك مكانيزم اثرات سلولي و ملكولي تغذيه بر روي هموستازي سلولهاي موجودات از علاقه منديها و محورهاي تحقيقاتي دانشمندان در عصر حاضر مي باشد. ژنوميك تغذيه اي مي تواند ارتباط مواد مغذي جيره هاي تغذيه اي را با تظاهر انفرادي ژنها مورد بررسي قرار مي دهد و با استفاده از نتايج حاصل بهترين سطح مواد مغذي مورد نياز براي احتياجات بدن و پاسخهاي سيستم ايمني، توليد مثل را برآورد مي كند. مقالات متعددي گزارش كردند كه تغذيه به عنوان يك عامل محيطي و غبر ژنتيكي بر روي ژنهاي مسئول پاسخهاي سيستم ايمني تاثير گذار بوده و باعث تخفيف علائم بسياري از بيماريهاي كوريونيك در مبتلايان مي شود. دستيابي به اطلاعات حاصل از پروژه هاي تعيين توالي ژنوم موجودات از جمله انسان و دامهاي اهلي و حركت پرشتاب يافته هاي علمي مربوطه باعث شده كه نقش مولكولي مواد مغذي موجود در جيره هاي غذايي بر روي ساختار ژنتيكي فرد تا حدودي مشخص شود. با كشف تاثير مواد مغذي بر روي تظاهر ژنها، درك مفهوم اثر متقابل بين ژنتيك و محيط و همچنين تفاوت احتياجات مواد مغذي نژادهاي مختلف بهتر شده است. تغذيه كليدترين عامل محيطي است كه بروز بيماريهاي عفوني و اخنلالات متابوليكي موجود را كنترل مي كند. بروز بسياري از بيماريها همچون چاقي، سندرومهاي متابوليكي، بيماريهاي كوريونيك، در ارتباط با مواد مغذي جيره غذايي مي باشد. مواد مغذي جيره مي تواند اثرات مستقيمي بر روي فاكتورهاي نسخه برداري بعضي از ژنها داشته باشند و از اين طريق تظاهر ژن را تحت تاثير قرار دهند. جدول 1 ذيل نقش بعضي از مواد مغذي را بر روي فاكتورهاي نسخه برداري ژنها نشان مي دهد.
| Transcription factor |
compound |
Nutrients |
| PPARs, SREBPs, LXR, HNF4, ChREBP |
Fatty acid |
fat |
| SREBPs, LXRs, FXR |
cholesterol |
|
| USFs, SREBPs, ChREBP |
Glucose |
Carbohydrate |
| C/EBPs |
Amino acids |
Protein |
| RAR, PXR |
Vitamin A |
Vitamin |
| VDR |
Vitamin D |
|
| PXR |
Vitamin E |
|
| Calcineurin/NF-ATs |
Calcium |
Mineral |
| IRP1, IRP2 |
Iron |
|
| MTF1 |
Zinc |
|
| ER, NF-Kb, ap1 |
Flavonoids |
Non-nutrients |
| CAR, PXR |
Xenobiotics |
|
جدول 1- ذيل نقش بعضي از مواد مغذي را بر روي فاكتورهاي نسخه برداري ژنها نشان مي دهد.
بعنوان مثال اسيدهاي چرب جيره هاي غذايي كه مسيرهاي آبشاري سيگنالهاي سلولي را تحت تاثير قرار داده و از اينطريق منجر به تغيير در نسخه برداري ژنها مي گردند. به عنوان مثال تغيير در القا، دي گليسرول(پيام آور ثانويه مشتق از چربي) باعث فعال شدن ايزومرهاي پروتئين كيناز C شده و بسياري از فعاليتهاي رشد و تمايز سلولي را موجب مي شود. اسيد لينولئيك كونژوكه موجود در شير مي تواند متابوليسم لپيد را بهبود ببخشد اين ماده مغذيي بر روي فعاليت فاكتور نسخه برداري SREBP-1C تاثير گذاشته و نسخه برداري ژنهاي دخيل در مسيرهاي ليپوژنژ و متابوليسم گلوكز را تعيير مي دهد.
شكل شماره 1 ارتباط بين مواد مغذيي جيره را با تظاهر ژنهاي مسئول پاسخهاي ايمني بدن نشان مي دهد.
با توجه به اينكه چندشكلي DNA و ساختار ژنهاي موجودات مختلف ونژادهاي مفيد دام و طيور به اثبات رسيده است. عكس العمل هر نژاد به مواد مغذيي موجود در جيره مي تواند متفائت باشد. و پلي مورفيسم ژنتيكي در تعيين احتياجات غذايي هر نژاد ضروري است و همين وجود پلي مورفيسم بين نژادها مفهوم اثر متقابل ژنوتيپ و محيط را فراهم مي آورد. شكل شماره 2 تكنيكهاي مختلف موجود براي درك مكانيزم تاثير مواد مغذيي بر روي ساختار ژنتيكي موجودات را نشان مي دهد.
شكل شماره 3 الگوريتم و نحوه بررسي اثر متقابل بين مواد مغذيي جيره و ژنوتيپ براي رسيدن به سطح احتياجات مواد مغذي نشان مي دهد.
جمع بندي:
علم ژنوميك تغذيه اي(Nutritional Genomic) يا تغذيه مولكولي علمي است كه در آن اثر متقابل بين تغذيه و ژنوم موجودات مورد بررسي قرار مي گيرد. ژنوميك تغذيه اي مي تواند ارتباط مواد مغذي جيره هاي تغذيه اي را با تظاهر انفرادي ژنها مورد بررسي قرار مي دهد و با استفاده از نتايج حاصل بهترين سطح مواد مغذي مورد نياز براي احتياجات بدن و پاسخهاي سيستم ايمني، توليد مثل را برآورد مي كند . با توجه به اينكه چندشكلي DNA و ساختار ژنهاي موجودات مختلف ونژادهاي مفيد دام و طيور به اثبات رسيده است. عكس العمل هر نژاد به مواد مغذيي موجود در جيره مي تواند متفاوت باشد. و پلي مورفيسم ژنتيكي در تعيين احتياجات غذايي هر نژاد ضروري است
