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重温经典——植物遗传物质跨界调控人类基因

13-03-13 08:11 3808次浏览
壬子丁卯
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研究发现:植物遗传物质跨界调控人类基因

时间:2011-09-30 08:32:39 来源:《科学时报》 作者:

[提要] 张辰宇等人的发现证实,植物里的微小RNA,有一部分可以不被人的肠胃降解掉,并起到调控人体生理机能的作用。张辰宇说,他们正在做另外一个实验:把牛奶浇到一盆植物的根部,四五个小时后,叶尖部发现了动物的微小RNA。

  植物体内的微小RNA也能跨“界”调控人类的基因表达?最近,刊登于《细胞研究》杂志的一项研究触动了转基因安全问题的敏感神经。

  南京大学生命科学学院教授张辰宇及其研究团队发现,植物体内的微小核糖核酸(microRNA)进入人的肠胃后,竟然能逃过肠胃的消化、降解,“跑”到人体的血液和组织器官里,调控人体内靶基因表达的方式,从而影响人体的生理功能。

  那么,被转入农作物的抗病虫害基因是否也会通过摄食方式进入人体循环系统,发挥调控作用从而影响人体的生理机能?在接受《科学时报》专访时,虽然介绍具体研究内容时侃侃而谈,但面对关于转基因安全问题的追问,张辰宇坚持不置可否。

  稻米的微小RNA参与人类基因调控

  张辰宇告诉《科学时报》,DNA被称为人类的“生命天书”,其中存储了足量的遗传信息;而RNA作为遗传讯息的载体,负责将“生命天书”的内容翻译出来,合成蛋白质后行使各项生理功能。

  在RNA家族里,微小RNA不仅“个子小”,而且发现得晚。1993年,科学家才在线虫体内首次发现了微小RNA。2002年,植物的微小RNA被找到。它是长度介于19~24个核苷酸的非编码RNA,主要作用是通过调控身体里的蛋白质表达来调节身体机能。

  长久以来,科学家们一直认为微小RNA都是“自产自用”。但是,张辰宇课题组发现,稻米中有一种含量丰富的编号为168a的植物微小RNA(MIR168a),在中国人的血清里竟然也大量存在。“植物的微小RNA和动物(包括人)的基因组序列没有100%一样的,因此可以确定MIR168a来源于稻米,通过吃的方式进入人体。”

  同时,他们还发现MIR168a除了可稳定地存在于动物和人的血清中外,还能和肝脏中一个基因的信使RNA结合,抑制该基因在肝脏的表达,使血液中的“坏”胆固醇――低密度脂蛋白难以被清除。

  “如果低密度脂蛋白长期在血液中保持一定数量的话,就会提高患代谢综合征的几率和危险。以往研究表明,中国人比西方人更容易得糖尿病,或许跟我们以稻米为主食的饮食结构有关系。”张辰宇说,“当然,这只是其中一个原因。”

  张辰宇认为,植物微小RNA很有可能会成为继水、蛋白质、脂肪酸、碳水化合物、维他命和稀有元素之后的“第七种营养成分”,“而且功能会比维生素的作用更大”。

  或能解释中草药治病机理

  该研究组的成果发表后,《细胞研究》的执行主编李党生认为,此发现将为科学认识中草药开辟一个新的角度。

  一直以来,人们普遍认为,食物中的任何核糖核酸,都会在人体的消化系统中被完全降解掉,所以任何外源性的核糖核酸都不可能完整存在于动物和人的血液及组织器官中,更不可能发挥调控作用。

  然而,张辰宇等人的发现证实,植物里的微小RNA,有一部分可以不被人的肠胃降解掉,并起到调控人体生理机能的作用。

  那么,中草药中含有的微小RNA在进入人体的消化系统后,是否也能够“幸存”下来,并且起到对人体有利的调控作用呢?

  张辰宇告诉《科学时报》,他们目前正在进行一项关于中草药的研究。“我们已经从一味中草药中鉴定出了特定的微小RNA。中草药被煮过后,在药汤里,该种微小RNA也很多且能稳定存在。而中草药被人吃进去后,这种微小RNA能够被运输到肺中,把感冒病毒给‘杀掉’。”

  张辰宇说:“中草药中有很多成分,我们发现了一种新的成分。这为研究中草药的功能开启了一个新的大门。”

  动植物间也能跨界“交流”?

  张辰宇说,从生物学意义上讲,他们的这个发现对于理解动植物间的跨“界”调控及共进化的意义更大一些。

  在科幻电影《阿凡达》中,有这样一个场景:阿凡达把头发放到马的耳朵里,人和动物就能进行心灵上的交流。现实中,虽然人类、动物和植物间不能进行这样直接的沟通,但以微小RNA为纽带,它们可以相互影响。张辰宇认为,微小RNA可能成为自然界互相交流、共进化、互相适应的一个分子调节区。

  张辰宇举了这样一个例子:某种动物在一个特定地区,几代、几十代吃着同一种草,草内的微小RNA有可能就会变成动物体内的内源性微小RNA。一旦动物离开这片草地,几代后,体内的这种微小RNA就会被降解或排泄掉,动物就会因为这种微小RNA的缺失而产生疾病,或因为这种缺失使某种基因变好。

  “这说明植物不只是面临着被吃掉的命运,同样也可以影响、调控动物和人类。”

  反过来,植物能不能用动物的微小核糖核酸?

  张辰宇说,他们正在做另外一个实验:把牛奶浇到一盆植物的根部,四五个小时后,叶尖部发现了动物的微小RNA。

  “吸收变身并不令人惊讶,关键是这种微小RNA有什么样的功能?如果使用有机肥而不是化肥,能不能把动物的微小RNA转给植物,用来防治病虫害?”这些都是张辰宇和他的课题组接下来努力的方向。
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评论(15)
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老虎爱吃菜

13-10-16 17:29

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我是科学迷,收藏了再看!
yhcoo

13-10-15 23:13

0
本文并非提倡处女情结,非但如此,本人不支持婚姻。人类的痛苦80%是婚姻造成的。从长远看,解除婚姻的桎梏,是人类必将完成的伟大事业。
  这个想法很有新意。。。但是要完成是有许多问题需要解决。。。
tt898

13-07-31 21:46

0
真有意思!
yhcoo

13-05-01 20:59

0
谢谢分享!加油!推荐!收藏!
壬子丁卯

13-04-02 22:08

0
怎么吃就怎么长!《细胞》封面文章揭示饮食对基因的影响

Calo 2013-04-01 15:44
令人担心的事情终于发生了——研究发现,食物可能影响基因表达,而且这种改变还是巨大的。

美食当前,谁不垂涎。最有健康意识的人,偶尔也会抵挡不住垃圾食品的诱惑。但即使只是偶尔放纵一下,这些食物也可能引起巨大的基因表达变化。麻省大学医学院(University of Massachusetts Medical School)的分子医学教授玛丽安?沃尔浩特(A.J. Marian Walhout)的团队,在最新一期的《细胞》(Cell)杂志上发表了两篇文章,探讨了饮食与代谢及生理机能间的关联。

“简而言之,我们发现使用不同种类的细菌喂养秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans),它们的基因表达会发生巨大变化,并导致重要的生理变化。”沃尔浩特对果壳网说:“相较于用大肠杆菌(Escherichia coli)喂养的线虫,用丛毛单胞菌(Comamonas)喂养的线虫后代较少、寿命较短,并且发育得更快。”

研究者鉴别出至少87种因食物差异造成的变化。沃尔浩特告诉果壳网:“这些变化影响了线虫的发育、繁殖和老化过程,可以说贯穿线虫一生。”他们惊奇地发现,这些变化对发育的影响不依赖于雷帕霉素靶蛋白(TOR)通路和胰岛素信号通路,而主要活跃于营养控制方面。

部分表达变化发生在一种控制蜕皮周期的调节因子上。“重要的是,相同的调节因子在人类中负责调控昼夜节律。”文章的第一作者莱斯莉?麦克尼尔(Lesley MacNeil)解释,“昼夜节律会受饮食影响。这说明我们也许可以利用秀丽隐杆线虫来研究饮食、基因表达和生理机能之间的复杂关联,并了解它们和人类疾病间的关系。”

在另一篇文章中,研究团队揭示了秀丽隐杆线虫的膳食应答受到一种转录应答系统的调控。“为了深入理解食物影响基因表达背后的分子机制,我们进行了互补基因筛检,以寻找对食物引起异常应答的基因。”这篇文章的第一作者艾玛?沃森(Emma Watson)说:“我们发现了一个巨大的代谢和调节基因网络,它能将细胞内的营养需求和失调信息与外部情况整合,并传递给信息处理基因,引起适当的应答。”

利用秀丽隐杆线虫中的这个基因调节系统,或许能挑选出能缓解一些疾病症状的方法。“这种调节机制非常保守,与枫糖尿症等人类先天性代谢病有所关联。”沃尔浩特告诉果壳网。目前这些代谢病通常采取膳食干预的方法治疗,防止毒素积累和补充病人可能缺乏的代谢物。

“出于种种原因,要解释人类膳食、基因表达和生理间的复杂关系是相当困难的。”沃尔浩特说:“现在我们能利用一个易于操作的系统——秀丽隐杆线虫来帮我们解答食物中的哪些成分能影响人的基因表达、生理性状乃至疾病。”
道生一

13-03-25 21:01

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看来,男人要娶处女为妻是有道理的。
寂听

13-03-25 09:17

0
张辰宇告诉《科学时报》,他们目前正在进行一项关于中草药的研究。“我们已经从一味中草药中鉴定出了特定的微小RNA。中草药被煮过后,在药汤里,该种微小RNA也很多且能稳定存在。而中草药被人吃进去后,这种微小RNA能够被运输到肺中,把感冒病毒给‘杀掉’。”
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。 9:04:13
中医之所以有效 很大程度是因为这样的逻辑。短期内 ,这些效能分子 会存储与体内。
我始终认为 生物仅仅依赖dna传递信息 这个说法 我不大接受,子肖前夫 ——这是事实。这个 用dna解释不通
。 9:05:31
  张辰宇举了这样一个例子:某种动物在一个特定地区,几代、几十代吃着同一种草,草内的微小RNA有可能就会变成动物体内的内源性微小RNA。一旦动物离开这片草地,几代后,体内的这种微小RNA就会被降解或排泄掉,动物就会因为这种微小RNA的缺失而产生疾病,或因为这种缺失使某种基因变好。
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这也可以当做 我所猜测的 基因的记忆与漂移的 一部分证据存在
。  9:06:53 
听听 你的跟帖质量 还是很高的
寂听

13-03-25 09:09

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。 8:57:02
我说的 没有证据 完全是假设的。
植物的“气场”(DNA?),能够进入人体 并且或者可以影响到下一代。关于转基因的基因漂移问题 也是基于这个假设 。但是也因为基因可以转移 这部分被“嵌入”的转基因 按照这个假说继续下去,就会得到:如果不持续使用该转基因食物,这部分基因 也会被自行排出。因为该基因本身也很不稳定,所以害处也应该没有那么大。法国小白鼠呢,那个挺吓人的肿瘤,其实是持久的、持续不断使用的结果。
但是,我们在不知情的情况下,长期持续吃湖北转基因大米与广西转基因玉米,将会很糟糕。我现在 极少吃玉米、 棒子面等。也不和人说原因。就因为我知道这个东西很多是转基因的。所以 ,老实说,中国农业部可以解散了。
    
寂听

13-03-23 15:25

0
 或能解释中草药治病机理
路涛

13-03-21 10:52

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前辈,您好。看到这个帖子,感觉与肿瘤有关。特来求救。我家小孩刚满12个月。最近检查出患有颈部囊性淋巴管瘤,由于位置比较特殊,已经压迫气管、食道、左颈动脉和甲状腺。小孩目前呼吸比较沉重,晚上打呼噜特别响,但暂时好像还没有重大紧急、危急情况。囊快大小约6*5*7cm,为多房性。北京儿童医院由于没有床位,医生建议暂时观察,并告诉我们这个瘤块暂时不会长得特别大。我们带着无奈回到山东老家。看到您前面帖子提到停掉动物蛋白会有好转,请问我们应该怎么做?

小孩目前喝的是雀巢能恩2段奶粉,混合母乳喂养。母亲怀孕期间喝骨头汤比较多。由于该淋巴管瘤位置特殊,手术非常复杂,因此,我们也不想冒太大风险进行手术,又怕继续长大危急孩子生命。目前正拼命学中医知识,孩子奶奶还采集了好多蒲公英熬汤给孩子喝。

恳请前辈给我们一些启示。多谢!
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