• Monday June 17,2019

Wenn Nahrung Gene übergehen kann, kann sie mit der Evolution verwechseln?

Anonim

„Mein Name ist Legion, denn wir sind viele“: Laut Matthäus-Evangelium antwortete ein von Dämonen besessener Mann, als Jesus seinen Namen fragte. Dämonischer Besitz ist ein übernatürlicher Claptrap, aber die Wissenschaft hat kein Ende des Beweises gezeigt, dass wir nicht allein in unserer Haut sind. Bakterien schwärmen durch unsere Münder und Eingeweide; Pilze und Hefen greifen dort an, wo sie in unseren feuchten, warmen Orten sind. Parasitäre Tiere und Mikroben leben in unserem Blut und Gewebe.

Wie von Carl Zimmer und anderen so lebhaft erklärt, können die chemischen Signale, die diese Organismen in unseren Körper abgeben, auch sehr viel subtilere Auswirkungen haben, nicht nur auf unsere Gesundheit, sondern auch auf unser Verhalten. Toxoplasma gondii- Parasiten machen den Wirtsratten weniger Angst vor Katzen, die Toxo auch befallen muss, um ihren Lebenszyklus abzuschließen. Es ist jedoch nicht nötig, dort anzuhalten. Bestimmte Bakterien verändern die sexuellen Vorlieben ihrer Fruchtfliegenwirte, die Darmflora verändert die Gehirnentwicklung bei Mäusen und Joghurtkulturbakterien können scheinbar das Stressverhalten ihres Wirts reduzieren - um nur einige Entdeckungen auszuwählen, die Ed Yong kürzlich beschrieben hat.

Die Quellen dieser chemischen Signale müssen jedoch nicht bei unserer Haut anhalten, und sie müssen nichts mit Symbiose zu tun haben, wie ein faszinierender Artikel aus dem September unterstrich. In der Zellforschung berichteten Wissenschaftler der Nanjing-Universität in China, dass einige der in Lebensmitteln gefundenen regulatorischen Moleküle, microRNAs genannt, die Verdauung überleben und die Genexpression in den Lebewesen verändern können, die sie fressen - einschließlich des Menschen.

Reis hat uns gentechnisch entwickelt

Veronique Greenwood hat bei 80beats eine übersichtliche Zusammenfassung der Arbeit, aber um es noch einmal zusammenzufassen: Die Wissenschaftler untersuchten microRNAs, kleine RNA-Moleküle, die nicht in Proteine ​​übersetzt werden wie Messenger-RNAs. MicroRNAs haben eine wichtige Funktion als regulatorische Elemente: Sie binden komplementäre Messenger-RNAs und verhindern deren Translation. Die Gruppe der Nanjing-Universität zeigte, dass von Reispflanzen produzierte microRNAs im Blut von Menschen und Mäusen, die Reis essen, auftauchen, und dass in unserem Körper diese microRNAs die Produktion von Lipoprotein niedriger Dichte (LDL), einem Molekül, das Cholesterin abfängt, verringern. Kurz gesagt, der Reis veränderte die Physiologie der Reisesser - nicht nur ernährungsphysiologisch, sondern durch die Manipulation der Genexpression der Tiere.

Bedenken Sie auch, dass die microRNAs nicht einfach zufällig mit dem Brei anderer zerkaute Gemüsesubstanzen mitgerissen werden. Der Reis verpackt diese microRNAs in winzigen Membranblasen (Vesikeln), die aus den Pflanzenzellen ausgeschieden werden. Diese Verpackung ermöglicht es den microRNAs, die Verdauung im Tierdarm zu überleben, und sie kann vermitteln, wie effizient die microRNAs in tierische Zellen gelangen, um die LDL-Produktion zu hemmen.

Da dieser Befund so neu ist, ist die Bedeutung der zwischen den Spezies zirkulierenden microRNAs noch unklar. Welchen Einfluss die microRNAs in unseren Lebensmitteln auf die menschliche Gesundheit haben, sollte grundsätzlich bereits ein Bestandteil dessen sein, was Epidemiologen und Ernährungswissenschaftler bereits aus verschiedenen Diäten als Ergebnis sehen. Daher ist dies nichts Neues. (Es wird jedoch zweifellos zu künftigen Debatten beitragen, zu Recht oder zu Unrecht über die Auswirkungen des Verzehrs von gentechnisch veränderten Lebensmitteln, stark verarbeiteten Lebensmitteln usw.).

Die interessantere Frage für mich ist, wie die evolutionäre Auswirkung des Transfers von intraRNAs durch RNA aus der Nahrung durch Lebensmittel aussehen könnte. Inwieweit könnte die verlässliche Präsenz dieser regulatorischen Elemente in Lebensmitteln die Funktionsweise von Genomen von Organismen verändert haben?

Wir sind was wir essen

Betrachten Sie das extreme Beispiel für die Entwicklung der Mitochondrien, der Organellen, die den Zellen chemische Energie liefern. Vor zwei Milliarden Jahren waren die Vorläufer der Mitochondrien frei lebende, bakterienähnliche, unabhängige Zellen. Mit anderen Zellen, in denen sie lauerten, schlugen sie eine symbiotische Lebensweise ein. Im Laufe der Zeit verloren die Proto-Mitochondrien viele ihrer ursprünglichen Gene: Sie waren mit denen in der Wirtszelle überflüssig, so dass die Proto-Mitochondrien viele der benötigten Proteine ​​aus ihrer Umgebung nehmen konnten, anstatt sie herzustellen. Heute haben Mitochondrien noch ein bestimmtes Genom, aber es kodiert fast nichts anderes als das, was sie für die Energieübertragung benötigen.

Meine Vermutung ist, dass wir beim Menschen feststellen werden, dass microRNAs in Lebensmitteln nicht unbedingt ein evolutionärer Faktor waren, da sich unsere Ernährung zu sehr verlagerte, als sich unsere Vorfahren auf der ganzen Welt verbreiteten. Aber bei Tieren, die über Zehntausende von Jahren eine viel stabilere Beziehung hatten, wer wen isst, könnten wir ein subtiles Zusammenspiel finden, wenn wir danach suchen.

Interspezies-Faktoren zeigen sich immer wieder in der Natur. Viele Bakterien können Gene untereinander übertragen, sogar über das bakterielle Äquivalent von Spezieslinien. Einige können auch DNA aus ihrer Umgebung aufnehmen. Die Darmflora im Darm von Sushi-essenden Menschen in Japan hat ihre Gene für Algenverdauungsenzyme aus einem Meeresbakterium gehoben.

Eine Reihe von Beweisen läuft gegen die traditionellen Definitionen unseres biologischen und psychologischen Selbst als getrennte, in sich geschlossene Einheiten. Anstatt isoliert zu sein, sind wir durch ein chemisches Miasma, das es schwer macht zu unterscheiden, wo wir aufhören und wo unsere Umgebung (oder Nachbarn) beginnt, schwer mit anderen Lebewesen verflochten werden. Wir sind niemals alleine im Netz des Lebens. Und obwohl wir nicht von Dämonen besessen sein mögen, sind die Stimmen, die in uns flüstern, Legion.

Referenz: Zhang et al. Die exogene Pflanze MIR168a zielt spezifisch auf Säugetier-LDLRAP1 ab: Beweis für die Regulierung des Kreuzreichs durch microRNA. Cell Research, (20. September 2011) | Doi: 10.1038 / cr.2011.158

Bild: Khalid Mahmood, über Wikimedia Commons


John Rennie, ein freiberuflicher Wissenschaftsjournalist aus New York City, war 15 Jahre lang Chefredakteur von Scientific American . Heute trägt er regelmäßig zu einer Vielzahl von Publikationen bei, darunter dem PLoS Blogs-Netzwerk, für das er „The Gleaming Retort“ schreibt. Erfahren Sie mehr über ihn auf johnrennie.net und folgen Sie ihm auf Twitter als @tvjrennie.


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