Dominika Egermajerová

Dominika Egermajerová

produktový a aplikační specialista

Další články

Odemknutí molekulárních efektů stravy

Odemknutí molekulárních efektů stravy: Detailní pohled na molekulární mechanismy a jejich aplikaci v personalizované výživě
V posledních letech se oblast nutrigenomiky stává klíčovou součástí výzkumu, který propojuje dietetiku, molekulární biologii a epigenetiku. Stále se objevují nové důkazy, že potraviny a jejich bioaktivní složky mohou ovlivňovat genovou expresi, signalizační dráhy a dokonce i epigenetické značky. Tento blogový příspěvek si klade za cíl přiblížit současný stav výzkumu v této oblasti, předložit konkrétní molekulární mechanismy a diskutovat o aplikaci pokročilých technologií, jako je RNA-sekvenování, při studiu těchto jevů.
Molekulární mechanismy ovlivňující účinky stravy
Epigenetické modifikace
Studie ukazují, že složky stravy, jako jsou polyfenoly, esenciální mastné kyseliny či mikroživiny, mohou modulovat epigenetické procesy v buňkách. Mezi nejvýznamnější mechanismy patří:
  • DNA methylace: Změny v metylačním vzorci DNA mohou vést ke stálým změnám v expresi genů. Například působení folátů a dalších methyl-donorů má významný vliv na úroveň DNA methylace, což bylo dokumentováno například u studií zaměřených na prevenci kardiovaskulárních chorob.
  • Posttranslační modifikace histonů: Strava může ovlivnit acetylaci a methylaci histonů, což má přímý dopad na strukturu chromatinu a následnou dostupnost genů pro transkripci.
  • Regulace miRNA: Některé bioaktivní složky jsou schopny ovlivnit expresi miRNA, což se odráží ve změnách v posttranskripční regulaci genů.
Přímé vlivy na signální dráhy
Molekulární analýzy potvrzují, že například polyfenoly z ovoce a zeleniny mohou ovlivňovat signální dráhy zapojené do regulace zánětlivých procesů a oxidativního stresu (Feil & Fraga, 2012). Tyto dráhy jsou často spojeny s chronickými onemocněními, jako jsou metabolické syndromy nebo kardiovaskulární choroby.
Pokročilé molekulární techniky ve studiu dietních vlivů
Vývoj technologií, jako je RNA-sekvenování (RNA-Seq), kvantitativní PCR (qPCR) a microarray analýzy, umožňuje dnes simultánní monitorování expresních změn tisíců genů. Například:
  • RNA-Seq: Tato technologie poskytuje detailní přehled o transkriptomu a umožňuje odhalit jak známé, tak i dříve neidentifikované transkripty. Podrobný popis této metody naleznete například ve studii (Wang et al., 2009).
  • Microarray analýza: I přes nástup RNA-Seq zůstává microarray cenným nástrojem pro širokopásmové analýzy genové exprese, zejména pokud jde o srovnání různých experimentálních podmínek.
  • Epigenomické techniky: Analýzy, které se zaměřují na stanovení DNA methylace či posttranslačních modifikací histonů, přispívají k pochopení, jak strava dlouhodobě ovlivňuje genovou regulaci.
Společnosti jako Norgen Biotek poskytují vysoce kvalitní reagencie a sady pro izolaci a analýzu RNA, což je nezbytné pro získání spolehlivých dat z těchto experimentů.
Aplikace výzkumu v oblasti personalizované výživy
Detailní pochopení molekulárních mechanismů ovlivňujících účinky stravy otevírá cestu k vývoji personalizovaných výživových intervencí. Identifikace specifických epigenetických a transkripčních změn u jedinců může vést k:
  • Optimalizaci dietních doporučení: Na základě genetických a epigenetických markerů lze přizpůsobit dietní plány tak, aby odpovídaly individuálním potřebám a snižovaly riziko chronických onemocnění.
  • Prevence metabolických onemocnění: Včasná detekce změn v molekulárních drahách může přispět k prevenci či včasné intervenci u onemocnění, jako jsou cukrovka či obezita.
  • Vývoji cílených terapeutických strategií: Integrace nutrigenomických poznatků do klinické praxe umožňuje vývoj nových léčebných metod, které vycházejí z individuální molekulární odpovědi na dietu.
Závěr
Pokroky v molekulárních technologiích zásadně mění náš pohled na vliv stravy na lidské zdraví. Nejenže se otevírá prostor pro lepší pochopení základních biologických procesů, ale vznikají také nové možnosti v oblasti personalizované výživy a preventivní medicíny. Kombinace vyspělých metod, jako je RNA-sekvenování a epigenomické analýzy, s kvalitními reagenciemi od firem jako Norgen Biotek, představuje klíčový krok směrem k individualizovaným zdravotním strategiím. Budoucí výzkum v této oblasti jistě přinese další zásadní poznatky, které budou mít přímý dopad na zlepšení kvality života a prevenci závažných onemocnění.
 
Izolační a purifikační kity vhodné pro RNA
Pro optimalizaci výzkumu molekulárních efektů stravy je klíčové zajistit, aby vzorky byly odebrány a zpracovány s maximální péčí. V tomto ohledu představují produkty od Norgen Biotech ideální volbu. Například Zkumavky pro sběr a uchování nukleových kyselin ze stolice (50 ks bal) umožňují bezpečný a spolehlivý odběr vzorků s minimální degradací nukleových kyselin, což je zásadní pro následné analýzy. Dále Stool Total RNA Purification Kit (50 preps) poskytuje efektivní a reprodukovatelnou metodu izolace RNA, což je nezbytné pro přesné transkriptomické studie. Kombinace těchto produktů přispívá k vysoké kvalitě experimentálních dat, čímž se zvyšuje spolehlivost výsledků a napomáhá lepšímu pochopení molekulárních mechanismů ovlivňujících zdraví.
 
Doporučená literatura
  • Feil, R. & Fraga, M.F. (2012). „Epigenetics and the environment: Emerging patterns and implications“ publikovaná v Nature Reviews Genetics (13(2): 97–109). DOI 10.1038/nrg3142.
  • Wang, Z., Gerstein, M. & Snyder, M. (2009). „RNA-Seq: a revolutionary tool for transcriptomics“ v Nature Reviews Genetics (10(1): 57–63). DOI 10.1038/nrg2484.
  • Guasch-Ferré M, Willett WC. The Mediterranean Diet and Health: A Comprehensive Overview. J Intern Med. 2021;290(3):549–566. doi:10.1111/joim.13333.
  • Illescas O, Ferrero G, Belfiore A, et al. Modulation of Faecal MiRNAs Highlights the Preventive Effects of a Mediterranean Low-Inflammatory Dietary Intervention. Clin Nutr. 2024;43(4):951–959. doi:10.1016/j.clnu.2024.02.023.
  • Pasanisi P, Gariboldi M, Verderio P, et al. A Pilot Low-Inflammatory Dietary Intervention to Reduce Inflammation and Improve Quality of Life in Patients With Familial Adenomatous Polyposis: Protocol Description and Preliminary Results. Integr Cancer Ther. 2019;18:1534735419846400. doi:10.1177/1534735419846400.
  • Jiang H, Ju H, Zhang L, Lu H, Jie K. MicroRNA-577 Suppresses Tumor Growth and Enhances Chemosensitivity in Colorectal Cancer. J Biochem Mol Toxicol. 2017;31(6). doi:10.1002/jbt.21888.
  • Kannathasan T, Kuo WW, Chen MC, et al. Chemoresistance-Associated Silencing of MiR-4454 Promotes Colorectal Cancer Aggression through the GNL3L and NF-κB Pathway. Cancers. 2020;12(5):1231. doi:10.3390/cancers12051231.
  • Zhang PP, Wang XL, Zhao W, et al. DNA Methylation-Mediated Repression of MiR-941 Enhances Lysine (K)-Specific Demethylase 6B Expression in Hepatoma Cells. J Biol Chem. 2014;289(35):24724–24735. doi:10.1074/jbc.M114.567818.
  • Slattery ML, Herrick JS, Pellatt DF, et al. MicroRNA Profiles in Colorectal Carcinomas, Adenomas and Normal Colonic Mucosa: Variations in MiRNA Expression and Disease Progression. Carcinogenesis. 2016;37(3):245–261. doi:10.1093/carcin/bgv249.
  • Riquelme I, Pérez-Moreno P, Letelier P, Brebi P, Roa JC. The Emerging Role of PIWI-Interacting RNAs (PiRNAs) in Gastrointestinal Cancers: An Updated Perspective. Cancers. 2021;14(1):202. doi:10.3390/cancers14010202.
  • González R, Ballester I, López-Posadas R, et al. Effects of Flavonoids and Other Polyphenols on Inflammation. Crit Rev Food Sci Nutr. 2011;51(4):331–362. doi:10.1080/10408390903584094.
  • Efferth T. Biotechnology Applications of Plant Callus Cultures. Engineering. 2019;5(1):50–59. doi:10.1016/j.eng.2018.11.006.
  • Saini S, Sreekumar A, Lee TJ, Sharma A, Simmons M. Therapeutic Potential of Plant-Derived Nanovesicles for Neuroendocrine Prostate Cancer. J Clin Oncol. 2023. doi:10.1200/JCO.2023.41.6_suppl.186.
  • Biological properties and therapeutic effects of plant-derived nanovesicles [Internet]. PubMed. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33336066/ (accessed 2024 Mar 12).
  • Baumann J, Wandrey F, Nowak K, Grothe T. Nutritional Supplementation of an Apple Callus Extract to Target Epidermal Aging. J Food Nutr Diet Sci. 2024:18–28. doi:10.55976/fnds.22024123718-28.
 
 
PCR Biosystems - široká nabídka polymeráz a master mixů pro PCR experimenty
Fotka autora

PCR Biosystems - široká nabídka polymeráz a master mixů pro PCR exp...

Využijte naší zimní akce a vyzkoušejte PCRBIO master mixy s 10% slevou a dopravou zdarma!

IDT Oligokarta – Chytré předplatné na primery a sondy pro rok 2025
Fotka autora

IDT Oligokarta – Chytré předplatné na primery a sondy pro rok 2025

Chcete ušetřit čas i rozpočet při plánování laboratorních potřeb? S IDT Oligokartou je to sn...

PCR Biosystems - Váš spolehlivý partner pro revoluční PCR
Fotka autora

PCR Biosystems - Váš spolehlivý partner pro revoluční PCR

Hledáte spolehlivého partnera pro vaše PCR experimenty? Společnost PCR Biosystems se věnuje ...

Pomůžeme vám

Nenašli jste produkt, servis, službu laboratoře nebo konkrétní osobu? Pošlete nám email a my se vám ozveme.