От рождения у всех личинок пчел одинаковый набор генов, но королевой становится только та, которую кормят маточным молочком. Вещества, содержащиеся в этой смеси, нейтрализуют метилтрансферазу — фермент, блокирующий королевские участки генома у все прочих особей.

Похожим образом при разных типах питания меняется активность генов у мух, мышей и других животных. Согласно сразу нескольким недавним исследованиям, правильно подобранная диета влияет и на ДНК человека, усиливая защищенность организма и продлевать молодость.

Когда цвет шерсти зависит от вкуса еды

В 2003 году американские ученые встроили в геном лабораторных мышей особый вариант гена A(vy), который превращал обыкновенных серых грызунов в золотисто-желтых гигантов (конечно, по мышиным меркам). Однако за красоту пришлось платить — экспериментальные животные страдали лишним весом, у них нарушилась толерантность к глюкозе, чаще возникал рак.

Несмотря на плохое здоровье, грызуны активно спаривались, и вскоре исследователи получили несколько поколений генно-модифицированных мышей. Большинство были золотисто-желтыми и болезненными, а некоторые выглядели как обыкновенные дикие грызуны. Это зависело от диеты их матерей.

Во время беременности часть самок специально кормили продуктами, обогащенными витаминами и фолиевой кислотой, которая считается донором метильной группы, то есть может присоединяться к цитозину — одному из четырех азотистых оснований ДНК. От того, в какой форме на регуляторном участке — перед самым началом кодирующей последовательности — представлен цитозин, зависит работа гена. А именно то, сколько белка он произведет. Этот процесс называется метилированием.

У подопытных мышей фолиевая кислота, поступающая в организм матерей, связывалась с цитозином и выключала в ДНК эмбрионов злосчастный ген A(vy). При этом сама последовательность не менялась. В результате у мышат белок не вырабатывался, и они рождались серыми и здоровыми. Остальные самки, питающиеся без добавок, рожали желтых и болезненных детенышей — ген A(vy) у них был активен и без перебоев вырабатывал регуляторный белок.

Правильно ешь — меньше нервничаешь

Похожим образом фолиевая кислота действовала на мышей и с другими генетическими поломками — например, с мутацией, вызывающей искривление хвоста. Если самки — носители этой мутации во время беременности ели пищу, обогащенную фолиевой кислотой, потомство рождалось здоровым. Если же получали обычный корм, у детенышей развивался дефект нервной трубки и, как следствие, были кривые хвосты.

Также на мышах ученые показали, что донорами метильных групп могут выступать холин, бетаин, витамин В12 и цинк. То есть все эти питательные вещества способны менять активность генов. Например, у мышат, чьи матери в период беременности сидели на диете с холином, улучшалась долговременная пространственная память за счет подавления активности нескольких генов.

Метильные группы (CH3) присоединяются к цитозиновым основаниям, не разрушая и не изменяя ДНК, и таким образом влияют на активность некоторых генов. Есть и обратный процесс — деметилирование. В этом случае метильные группы удаляются и первоначальная активность генов восстанавливается. Основными донорами метильных групп считаются фолиевая кислота, холин и витамин В12.

Кроме того, продукты с высоким содержанием фолиевой кислоты меняют реакцию организма на стресс опять-таки за счет блокировки отдельных участков ДНК. То, как сильно животные реагируют на стресс, определяется по уровню гормонов глюкокортикоидов. Их выброс в кровь регулируется особыми рецепторами, расположенными в разных отделах мозга, в первую очередь в гиппокампе. Чем этих рецепторов больше, тем быстрее купируется стресс. За функционирование глюкокортикоидных рецепторов отвечает всего один ген — Nr3c1.

Российские ученые из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН продемонстрировали, что правильно подобранная диета с высоким содержанием фолиевой кислоты блокирует активность Nr3c1. В результате у лабораторных крыс значительно повышается уровень ответа на стресс и его продолжительность. Правда, речь идет только о ручных животных, которых отбирали в течение 68 поколений. На агрессивных грызунов особая диета никак не влияет — у них, судя по всему, ген Nr3c1 и так заблокирован.

Зеленая диета

На людях такие опыты проводить неэтично, поэтому ученые главным образом опираются на наблюдения за беременными женщинами и их рационом. Именно так американские и нидерландские специалисты установили, что фолиевая кислота в диете матери влияет на активность гена IGF12 (инсулиноподобный фактор роста 2), отвечающего за рост и развитие ребенка.

Это подтверждает и более позднее исследование. Ученые два года наблюдали за 167 беременными жительницами Гамбии (Африка) и их новорожденными детьми. Диета обитателей этих мест меняется в зависимости от времени года. В сухой сезон преобладают рис, просо, арахис и маниок, в сезон дождей — листовые зеленые овощи, богатые фолиевой кислотой. У детей, зачатых в дождливый период, зафиксировали более высокие темпы метилирования ДНК, то есть у них была подавлена активность сразу нескольких генов, связанных с ожирением и метаболизмом.

Что касается взрослых, то на их гены могут влиять зеленый чай и соя. Согласно данным американских ученых, эпигаллокатехин-3-галлат, содержащийся в зеленом чае, активизирует гены-супрессоры, которые подавляют рост злокачественных опухолей, значительно снижая риск развития нескольких видов онкозаболеваний, в том числе рака груди и ротовой полости.

Генистеин, содержащийся в сое, влияет на экспрессию генов, связанных с развитием рака груди у женщин и рака простаты у мужчин. Кроме того, есть данные, что это вещество значительно улучшает состояние кожи за счет активизации генов, отвечающих за выработку эластина. Правда, пока это продемонстрировали только на крысах.

Альфия Еникеева

Источники

Ты то, что ты ешь. Как диета заставляет наши гены работать правильно
Profi-news.ru, 05/06/2019
Ты то, что ты ешь. Как диета заставляет наши гены работать правильно
РИА Новости, 05/06/2019
Как диета заставляет наши гены работать правильно
Doctor.rambler.ru, 05/06/2019
Ты то, что ты ешь. Как диета заставляет наши гены работать правильно - новости на сегодня 05.06.2019
News2world.net, 05/06/2019
Ты то, что ты ешь: как диета заставляет наши гены работать правильно
Crimea-news.com, 05/06/2019
Ты то, что ты ешь: как диета заставляет наши гены работать правильно
РИА Крым (crimea.ria.ru), 05/06/2019
Ты то, что ты ешь: как диета заставляет наши гены работать правильно
Sputnik (sputnik-abkhazia.ru), 05/06/2019
Как диета заставляет наши гены работать правильно
Новости России и Мира (novostidny.ru), 05/06/2019
Ты то, что ты ешь. Как диета заставляет наши гены работать правильно
Timeskz.kz, 05/06/2019
Ученые: Диета заставляет наши гены работать правильно
Хартия'97 (charter97.org), 05/06/2019

Похожие новости

  • 03/11/2017

    ​​В ИЦиГ СО РАН прошли переговоры о сотрудничестве с Академией сельскохозяйственных наук Китая

    1 ноября ФИЦ "Институт цитологии и генетики СО РАН" посетила делегация представителей китайской науки и бизнеса. Главная цель визита - заключение соглашения о сотрудничестве, в рамках которого должны быть созданы два совместных селекционно-семеноводческих центра, один в Новосибирске (на базе ФИЦ ИЦиГ СО РАН), второй - в Пекине (Институт овощеводства и цветоводства).
    1070
  • 02/01/2019

    Юбилей академика Николая Петровича Гончарова

    ​Николай Петрович Гончаров родился 2 января 1959 года в г. Тулуне Иркутской области. В 1981 году окончил биологическое отделение факультета естественных наук Новосибирского государственного университета.
    1135
  • 14/11/2016

    Академику Владимиру Солошенко исполнилось 70 лет

    ​Солошенко Владимир Андреевич Солошенко родился 12 ноября 1946 году в г. Черепаново Новосибирской области. Окончил Новосибирский сельскохозяйственный институт в 1970 году по специальности зоотехния. В 1970-1972 г.
    1695
  • 10/01/2017

    Академику Николаю Колчанову исполнилось 70 лет

    ​Николай Александрович Колчанов родился 9 января 1947 года в с. Кондрашино Омской области. В 1971 году окончил Новосибирский государственный университет. С 1974 года работает в Институте цитологии и генетики СО РАН, а с 2008 года - директор этого института.
    1895
  • 19/10/2018

    Картофель: когда Россия избавится от импортозависимости по семенам?

    Картофель - "второй хлеб", без которого сибиряк долго прожить не сможет. Обязательно соскучится. Но почему уже с февраля на прилавках магазинов лежит не свой, а египетский? Сейчас, осенью, собрав урожай, сибиряки часть закладывают на семена для будущего года.
    452
  • 12/02/2019

    Академику Владимиру Шумному исполняется 85 лет

    ​Владимир Константинович Шумный родился 12 февраля 1934 года в селе Ховмы Борзянского района Черниговской области. В 1958 году окончил Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова по специальности «ботаника».
    461
  • 07/06/2019

    АлтГУ и ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН развивают сотрудничество

    Опорный Алтайский государственный университет с визитом посетила делегация Федерального исследовательского центра Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук во главе с директором ФИЦ «ИЦиГ СО РАН», членом-корреспондентом РАН, д.
    470
  • 14/11/2017

    Юбилей академика Михаила Ивановича Воеводы

    ​Михаил Иванович Воевода родился 14 ноября 1957 года в Новосибирске. После окончания в 1982 году Новосибирского Государственного Медицинского Университета обучался в клинической ординатуре по специальности «внутренние болезни».
    2004
  • 31/03/2017

    Академик Николай Колчанов рассказал о развитии Селекционного центра

    30 марта на территории новосибирского Академпарка прошло очередное заседание членов Совета «Сибирской биотехнологической инициативы» (СБИ). СБИ – это программа, объединяющая объекты инновационной инфраструктуры и органы власти Сибирского федерального округа, в целях развития биотехнологий, медицины и фармацевтики.
    1812
  • 20/06/2018

    Возможные перспективы Академгородка 2.0

    ​Ведущие ученые СО РАН продолжили обсуждение проектов развития научной инфраструктуры Новосибирского научного центра. Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН выступил инициатором проекта «Сибирский центр малотоннажной химии».
    966