Erbgut aus dem Essen : Pflanzliche RNA aus der Nahrung reguliert Körperprozesse
© Nature (Ausschnitt)
Erst seit relativ kurzer Zeit wissen Forscher, dass kurze RNA-Schnipsel, die so genannten miRNAs, eine unterschätzte Rolle bei der Regulation unserer Gene spielen. Noch jünger ist die Erkenntnis, dass miRNAs sogar in großer Zahl ins Blut abgegeben werden, um auch weit entfernte Prozesse zu steuern. Jetzt erweitern Forscher um Junfeng Zhang von der chinesischen Nanjing-Universität die Kenntnisse über die miRNAs noch einmal wesentlich: Sie zeigen, dass die Minimoleküle sogar mit der Nahrung aufgenommen und ins Blut transportiert werden, um dann dort körpereigene Gene zu steuern.
So gelangen zum Beispiel nennenswerte Mengen von pflanzlichen miRNAs aus einer Reismahlzeit in den Organismus und regulieren dort bestimmte Cholesterin-Verarbeitungsprozesse, zeigen Zhang und Kollegen bei Versuchen an Mäusen. Demnach könne die Ernährung viel direkter und umfassender als bislang vermutet die Physiologie des Essenden beeinflussen – man verzehre nicht "nur Material", um daraus Energie zu gewinnen, sondern "auch Information", die direkt verarbeitet wird, erklären die Wissenschaftler.
Das Team hatte schon seit einiger Zeit untersucht, wie sich miRNAs im Organismus verhalten. Nun beobachteten sie erstmals, dass bei Mäusen, die mit Reis gefüttert wurden, pflanzliche miRNAs ins Blut und in die Zellen verschiedener Organe gelangen. Zudem zeigten sie, dass die pflanzlichen miRNAs in den Tieren auch eine Funktion übernehmen: Die in besonders hoher Konzentration im Reis enthaltene RNA "MIR168a" reguliert den Bau des Rezeptorproteins LDLRAP1 (low-density lipoprotein receptor adaptor protein) und sorgt so dafür, dass weniger LDL-Rezeptoren gebaut wurden. Der Körper konnte somit langsamer LDL aus dem Blut in die Zellen transportieren, der Serumspiegel von LDL – im Volksmund das "böse Cholesterin" genannt – stieg in der Folge an. Dies könne durchaus auch beim Menschen geschehen, vermuten die Forscher: Stichproben belegten, dass gerade die miRNA MIR168a aus Reis in der chinesischen Bevölkerung im Blut nachzuweisen ist.
Die in großer Zahl in Zellen gebildeten miRNAs – aus höchstens 22 Bausteinen bestehende, kurze Nukleotidketten – regulieren die posttranskriptionalen Regulation des Proteinhaushalts. Dabei entsteht zwar durch die Übersetzung von DNA- in RNA-Kode (die Transkription) noch eine mRNA-Bauanleitung für ein Protein, diese wird dann aber unter dem Einfluss der miRNAs nicht mehr abgelesen und umgesetzt. Rund 30 Prozent aller Gene werden offenbar unter dem Einfluss der kurzen RNA-Abschnitte posttranskriptional reguliert, schätzen Wissenschaftler.
Im Blutplasma sind große Mengen von miRNAs enthalten, die wahrscheinlich zum großen Teil geschützt in Mikrovesikeln zirkulieren. Solche kleinen, membranumhüllten Bläschen mit unterschiedlichstem Inhalt werden in großer Zahl von vielen Zellen in das Blut abgegeben. Zhang und Co vermuten, dass die miRNAs aus der Nahrung zunächst in Darmzellen gelangen, um dort dann in Vesikel verpackt und ins Blut abgegeben zu werden. Im Prizip könne so jegliche kurze RNA aus der Nahrung ins Blut und von dort in die Organe gelangen. Welche Auswirkungen dies haben könne, sei bislang zu wenig untersucht. (jo)
So gelangen zum Beispiel nennenswerte Mengen von pflanzlichen miRNAs aus einer Reismahlzeit in den Organismus und regulieren dort bestimmte Cholesterin-Verarbeitungsprozesse, zeigen Zhang und Kollegen bei Versuchen an Mäusen. Demnach könne die Ernährung viel direkter und umfassender als bislang vermutet die Physiologie des Essenden beeinflussen – man verzehre nicht "nur Material", um daraus Energie zu gewinnen, sondern "auch Information", die direkt verarbeitet wird, erklären die Wissenschaftler.
Das Team hatte schon seit einiger Zeit untersucht, wie sich miRNAs im Organismus verhalten. Nun beobachteten sie erstmals, dass bei Mäusen, die mit Reis gefüttert wurden, pflanzliche miRNAs ins Blut und in die Zellen verschiedener Organe gelangen. Zudem zeigten sie, dass die pflanzlichen miRNAs in den Tieren auch eine Funktion übernehmen: Die in besonders hoher Konzentration im Reis enthaltene RNA "MIR168a" reguliert den Bau des Rezeptorproteins LDLRAP1 (low-density lipoprotein receptor adaptor protein) und sorgt so dafür, dass weniger LDL-Rezeptoren gebaut wurden. Der Körper konnte somit langsamer LDL aus dem Blut in die Zellen transportieren, der Serumspiegel von LDL – im Volksmund das "böse Cholesterin" genannt – stieg in der Folge an. Dies könne durchaus auch beim Menschen geschehen, vermuten die Forscher: Stichproben belegten, dass gerade die miRNA MIR168a aus Reis in der chinesischen Bevölkerung im Blut nachzuweisen ist.
Die in großer Zahl in Zellen gebildeten miRNAs – aus höchstens 22 Bausteinen bestehende, kurze Nukleotidketten – regulieren die posttranskriptionalen Regulation des Proteinhaushalts. Dabei entsteht zwar durch die Übersetzung von DNA- in RNA-Kode (die Transkription) noch eine mRNA-Bauanleitung für ein Protein, diese wird dann aber unter dem Einfluss der miRNAs nicht mehr abgelesen und umgesetzt. Rund 30 Prozent aller Gene werden offenbar unter dem Einfluss der kurzen RNA-Abschnitte posttranskriptional reguliert, schätzen Wissenschaftler.
Im Blutplasma sind große Mengen von miRNAs enthalten, die wahrscheinlich zum großen Teil geschützt in Mikrovesikeln zirkulieren. Solche kleinen, membranumhüllten Bläschen mit unterschiedlichstem Inhalt werden in großer Zahl von vielen Zellen in das Blut abgegeben. Zhang und Co vermuten, dass die miRNAs aus der Nahrung zunächst in Darmzellen gelangen, um dort dann in Vesikel verpackt und ins Blut abgegeben zu werden. Im Prizip könne so jegliche kurze RNA aus der Nahrung ins Blut und von dort in die Organe gelangen. Welche Auswirkungen dies haben könne, sei bislang zu wenig untersucht. (jo)
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