Нутриомична - комплексна анализа на интеракцијата помеѓу нутритивната средина и биолошката
Нутриомична - комплексна анализа на интеракцијата помеѓу хранливата околина и биолошката индивидуалност Френк Доринг Биогенез, Техногенеза храна Нутриционистичка околина Здравје/болест на човекот (. Ом)
. omics ДНК чип технологиите припаѓаат на новата биологија како голема наука Манфред Ајген: биологијата како голема наука Почеток на биологијата како голема наука: Ренато Дулбеко 1986. сега мора да се концентрираме на клеточниот геном. геномика филогеномија Целосно. Секвенционирање на геномите. Споредба на геномите од различни видови. Споредба на геномите во вид на транскриптомика протеомика структурна геномика. Откривање на марнини во клетките/ткивата. Откривање на протеини во клетките/ткивата. Разјаснување на 3-Д структурата на протеинските домени. Идентификација на протеинско-протеински интеракции феномика оперомија. Појаснување на функциите на гените (функционална геномика). Комбинација на сите. омици за опис на системот Манфред Ајген, Перспектив дер Висеншафт, 1988 (Дојче Верлагс-Ансталт); Ренато Дулбеко, Наука 231, 1055 (1986) Природа: 402, 23 (1999); 402: 362 (1999); 402: 413 (1999); 402, 714 (1999) 403, 623 (2000)
Од геном до функција - Намалување на комплексноста? Клеточна ДНК геном 3 x 10 9 бази 30,000-40,000 гени Метаболом 100-1000 (?) Метаболит комплекс 100-1000 протеински комплекси C-C-N N-C-C 5 hn-rna mrna 3 полиморфом 1 база/1000 бази транскриптом 5,000-10,000 мрна протеом 5,000-10,000 протеини
Принцип и примена на технологијата ДНК чип Апликации Анализа на транскриптом: Влијание на х врз експресија на гени Анализа на полиморфом: Биолошка варијабилност на ниво на единечни бази (полиморфизам на единечен нуклеотид = тнп) клетки/ткиво обележани ДНК/РНК насоки 5 -. TACGGGTGTTAA. -3 5 -. TACCCCGCCATA. -3 Откривање на> 10 3 ДНК/РНК -3 -ATGCCCACAATT. -5 5 - . TACGGGTGTTAA. -3-3 -ATGGGGCGGTAT. -5 5 - . TACCCCGCCATA. -3 - симултан - полуквантитативен - специфичен (1 база !)
Еднонуклеотидни полиморфизми, хипертензија и чувствителност на сол 74 лица Изолација на геномска ДНК засилување, обележување, фрагментација на ДНК на 75 кандидати гени за регулирање на крвниот притисок СНП анализа со 9 ДНК чипови и 2.500.000 гени сонди Science 280, 1077 (1998); Nature Genetics 22, 239 (1999) 190,000 бази (50% кодирање) 874 SNP (0,5%) 387 SNP кодирање (44%) 207 SNP доведуваат до замена на аминокиселини, на пр. Б. 17 СНП во генот на ангиотензиноген. Одредување на индивидуални предиспозиции за хипертензија и чувствителност на сол
Нутриционистички барања и биолошка индивидуалност Број на поединци Количина на хранлива состојка/ден
Снабдување со хранливи материи зависни од полиморфизам? 30 000-40 000 гени: 10 000 код за ензими: 2500 потребни кофактори Кофактори: Витамини се дел од 30% од полиморфизмите/мутациите во гените за ензимите зависни од кофактор доведуваат до зголемена вредност на Km за кофактор 50 полиморфизми/мутации опишани: високи дози на витамин олово за делумно обновување на ензимската активност ензимска кинетика нормален полиморфизам [кофактор] Линус Паулинг (Science 160, 265-271, 1968). дисфункција може да се должи на мутации кои влијаат на км на ензими Роџер Вилијамс (60-тите години): Индивидуалноста во нутриционистичките потреби е основа за генетотофскиот пристап и верувањето дека исхраната се применува со соодветна грижа за индивидуалните генетски варијации
Снабдување со фолати зависно од полиморфизам? Тетрахидрофолична киселина метионин синтаза (Б 12) метилен тетрахидрофолна киселина метил тетрахидрофолична киселина серинска хидроксиметилтрансфераза (Б 6) метилен тетрахидрофолат редуктаза (Б 2, ниацин) фрла полиморфизам на ДТМП: 677C Т (Ала Вал) 5-20% валан ) Км вредност за FAD (B2) го зголемува апопротеинот без FAD нестабилен фолатен стабилизирачки ензим
сладок горчлив сладок-горчлив вкус 3 рецептори споени со Г-протеини рецептори 1 + 3 = рецептори за горчливи рецептори 2 + 3 = сладок рецептори
Избрани апликации за анализа на генетска варијабилност со примена на ДНК чипови Примери за примена/можности Литература Идентификување на ризични групи Рак на дојка (BRCA1) Природа генетика 4,441 (1996) Индивидуализирани многу видови на рак (p53) 9,43 НАР (2000) Скрининг за новороденчиња Acta Paed 88,61 (1999) генетска варијабилност Фарматераписки фази I ензими (p450) Трендови Фарм. 20, 342 (1999) Нутриционистички режим Дебелина (рецептор MC4) Am J Hum генет. 65.1501 (1999) Крвен притисок (чувствителност на сол) Предлог предуслов за генетска варијабилност за ефикасно и рационална примена, сепак, е познавање на функцијата на генот. Инаку, препораките се даваат врз основа на корелации, кои, сепак, честопати имаат еуристичка вредност.
Генерирање на недостаток на цинк in vivo за идентификување на гени чувствителни на цинк Гаважа стаорец, полусинтетичка диета, контролна диета од 11 дена: 25 mg диета Zn/kg диета со недостаток: 1,3 mg Zn/kg диета за контрола, n = 12 група на недостаток, n = 12 - контрола на недостаток на цинк: фенотип - Отстранување на ткиво - изолација на марна - обележување на марна - ДНК чипови: споредба на нивото на мрна за 10 000 гени помеѓу контролните и измешаните животни
Анализа на транскриптом: идентификација на гени чувствителни на цинк 4x8x18x18 = 10.368 гени 6000 изразува 5600 непроменети 200 АТП цитрат лиаза 200> 5% од гените се под влијание на нивното изразување од цинк
Од гени чувствителни на цинк до цинк-регулун + +
Од гени чувствителни на цинк до цинк регулун Функција на кофактор на цинк тимулин Зона на хормонот за раст Странски метаболизам Трансдукција на сигналот Израз на гените (> 5%) Трговија со метаболизам на маснотии Протеински метаболизам Идентификација на функционалните мрежи Гени осетливи на цинк како биомаркери
Од функционална мрежа од повисок ред до мрежа во живот во силициумски протеини: 232 функционални единици Графички приказ на мрежата на реакции еволутивно зачувана од виртуелна ќелија Трендови на симулација на целулични клетки во биотехнологијата 19, 205 (2001) Природа 414, 141 (2002)
Идентификација на диети гени и гени на стареење n = 3 по група 5 месеци 30 месеци 30 месеци диета за стареење ограничување на калории (ЦР) превенција на диета (ДВ) 100% контрола на преживеани средна контрола на животот: 33 месеци диета: 45 месеци диета група (76%) Мускулен поли (а) + -РНК 6347 генски сонди/стареење на чип: 58 мрнас 55 мрна КР: 51 мрнс 57 мрнс ДВ: 63% од гените за стареење 0 Наука 285, 1390 (1999) 40 20 60 возраст со месеци
Анализата на транскриптом со користење на ДНК чипови овозможува да се забележи влијанието на различните фактори врз геномот и експресијата на генот. Примери/можности Развој на литература Метаморфоза г. Fruchtfliege Science 286, 2179 (1999) Cellular Networks MAP Kinase Pathways (квасец) Science 287, 873 (2000) Клеточен циклус (квасец) Mol Cell 2, 65 (1998) Рак Подтипизирање лимфом на Б-клетки природа 402, 503 (2000) ) токсични соединенија алкилирачки агенс PNAS 96, 1486 (2000) фармацевтска терапија CPX/цистична фиброза Mol Med 5, 753 (1999) нутриционистички истражувања - дебелина администрација на лептин/зголемување на телесната тежина JBC 275, 10429 (2000) - стареење на внесот на енергија/ограничување на калориите Наука 285, 1390 (1999) - Хранливи материи глукоза/cell-клетка PNAS 97, 5773 (2000) Диететски режим недостаток на хранливи материи/биомаркер цревна флора
ДНК чипови помеѓу гробиштата на податоци и теоретската наука за исхрана 100 000 гени 1000 видови клетки (ин виво, клеточна култура) 100 видови, раси или групи 10 развојни фази 100 хранливи состојки 1000 нехранливи состојки на храна 100 комбинации на хранливи материи 10 концентрации 10 експериментални дизајни 10 21 податоци биоинформатика Нутриинформатика
Храна генетска индивидуалност анализа на геном ДНК чипови опис на системот за интеракција геном-геном