証拠は食事療法、遺伝子発現、生理学的な応答および人間の病気間の複雑な相互作用を調査するために新しいモデルシステムを提供します
時々どうしてもチョコレートケーキの小さい部分に抵抗できません。 ジャンクフードを時々楽しんでいる最も健康に敏感な食べる人は彼ら自身を見つけます。 マサチューセッツ衛生学校 (UMMS) の大学の科学者による新しい研究はこれらの臨時の楽しみの少量が否定的に生理学および健康に影響を与えることができる遺伝子発現の重要な変更を作り出すかもしれないという顕著な可能性を上げます。
ペーパーのペアは分子薬のシステムズ生物学のプログラムの A.J. Marian によって Walhout、 PhD、助監督および UMMS で教授セルで新陳代謝および生理学が食事療法にどのように接続されるか、記述します出版しました。 C. の elegans、遺伝の調査のモデル有機体として頻繁に使用される透過回虫 Walhout 観察される先生および同僚を使用して異なった食事療法が重大な生理学的な変更にリンクすることができるワームの遺伝子発現の相違をどのように作り出すか。
「つまり、私達は遺伝子発現プログラムをことを C. の elegans が異なったタイプの細菌の食事療法を入れられるとき、によって答えることが、原因となる生理学の重要な変更の劇的な変化」、言いました Walhout を分りました。 「ワーム入れました Comamonas の細菌の自然な食事療法を持ち、少数子孫を、住み、より短いそして成長しますワームとより速く比較されて入れましたエシェリヒア属大腸菌の細菌の標準実験室の食事療法を」。は
Walhout および同僚は 2 つの食事療法間の C. の elegans の遺伝子発現の少なくとも 87 の変更を識別しました。 意外にも、これらの変更は岩山およびインシュリンシグナリングパス、栄養制御で実行中遺伝子発現プログラムの独立普通でした。 その代り、変更は脱皮します制御する調整装置の部分に、少なくとも、ワームの開発そして成長を定める遺伝子プログラム発生しま。 この接続は提供しました 「岩山の食事療法誘発の開発加速独立および C. の elegans のインシュリンで詳しく述べられた食事療法、遺伝子発現および生理学間の重大なリンクの 1 つを」。 「重大に、ワームの食事療法によって影響を及ぼされるこれらの同じ調整装置は人間の日周期を制御します」、 Walhout の実験室の Lesley MacNeil、 PhD、博士課程終了後の学生およびペーパーの最初著者を言いました。 「私達は既に日周期が食事療法によって影響されることがわかります。 これは人間の病気への食事療法間の複雑な接続を、遺伝子発現および生理学および関係調査するのに私達が」。今 C. の elegans を使用してもいいという実質の可能性を指します
入れられて時でさえ他ではエシェリヒア属大腸菌の細菌、 C. の elegans で構成された食事療法の Comamonas のわずか細菌が遺伝子発現および生理学の劇的な変化を表わしたことを著しく、 Walhout および同僚は観察しました。 これらの結果は異なった食事療法が 「健全」または 「不健康」ではないというしかし特定の量のある特定の食糧が異なった条件の下でそして異なった生理学的な結果を促進するために最適であるかもしれないこと焦れったい可能性を提供します。
「それはわずか別の方法で不健康な食事療法の 「健全な」食糧は深遠な生理学的な効果をもたらすことができる遺伝子発現に有利な変更を引き出すことができること本当」ようにちょうどあります Walhout を言いました。
それ以上のモデルシステムとして Walhout の実験室による追加研究は人間の病気そして食餌療法の処置についての複雑な質問に答えるのに C. の elegans を使用する可能性を探索しました。 「新陳代謝および遺伝子規定するネットワークの統合で詳しく述べられて C. の elegans の食餌療法の応答を」、 Walhout 調整し、同僚はそれを破壊の遺伝子発現動物の食餌療法の応答と干渉した新陳代謝の不均衡に導くために C. の elegans の新陳代謝にかかわって見つけました; 人間の遺伝病のクラスの処置に直接的な相関関係があるかもしれない結果。
「よりよく食事療法がワームの遺伝子発現をもたらす分子メカニズムを理解するために、私達は先生とともに MacNeil 食事療法への異常な応答を与えた遺伝子を捜す無料の遺伝スクリーンを」、言いました Walhout の実験室のエマワトソン、博士課程の学生および第 2 セル調査の共同最初著者を行いました。 「新陳代謝の大規模なネットワークがあった外部アベイラビリティの内部細胞栄養の必要性そして不均衡を統合でき、調整装置の遺伝子」か私達が検出した何ワトソンを言いました。 「この情報不法へのワームの情報処理の遺伝子とそれから伝えられます動物の適切な応答」。は
これらの調査結果はワームの新陳代謝バランスを維持するために内部生理学的な、外部環境の手掛りへの急速な応答を促進する遺伝の規定するネットワークの存在を提案します。 興味深いことに、同じような現象は人間の先天的な新陳代謝の病気の原因となる突然変異にかかわります; 遺伝病のクラスセルの使用可能な材料に栄養素の変換を助ける酵素のためにコードする遺伝子の欠陥に起因します。 これらの病気は通常毒素の集結を避け、減るかもしれない代謝物質と患者を補うように設計されている食餌療法の介在によって扱われます。
先生に従って Walhout、これらの新陳代謝の病気を軽減するのにある特定の食餌療法の養生法がどのように使用することができるか比較するのに C. の elegans でこの遺伝の規定するネットワークを使用することは可能かもしれません。 また食餌療法の処置と同じ結果を生むことができる他の小さい分子か薬剤のために選別することを使用するかもしれません。
従って Walhout および同僚がワームの基本的な食餌療法の質問をし始めたけれども得ま何に直接人間の病気そして処置とありま、その間の食餌療法の応答関連していた、答えは先天的な新陳代謝の病気および接続のためのメカニズムを明瞭にするためのモデルシステムとして C. の elegans を確立します。
「食事療法間の複雑な相互作用についての質問に答えることは非常に困難ですさまざまな理由で人間の遺伝子発現そして生理学」、 Walhout を言いました。 「今、私達は非常に従順なシステム - 即ち C. の elegans 使用してもいいです - を食事療法のコンポーネントが遺伝子発現および生理学的な特性および最終的に病気がもたらすことができる人間の精密な質問をするのに」。