Gıdaların DNA Üzerine Olumlu ve Olumsuz Etkileri Doç. Dr. Tülin Yanık Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ) Biyolojik Bilimler Bölümü Moleküler Biyoloji ve Genetik A.B.D. Ankara 2. Fetal Hayattan Çocukluğa ilk 1000 Gün Gebe ve Çocuk Beslenmesi Kongresi IV. Oturum 27.03.2014
Gıdaların DNA Üzerine Etkileri Var mıdır?
Gıdaların DNA üzerinde direkt etkisi yoktur: DNA sekansını değiştirmez. Gıdalar gen ifadelerini değiştirebilir. Diyet ve enerji mekanizmaları; insan sağlığını ve hastalıklarına etki eder: Metaboloepigenetik
Akış Epigenetik mekanizmalar Epigenetik mekanizmaları etkileyen gıdalar Anneden yavruya laktasyon sırasında metabolik hastalıkların geçişi
Epigenetik Değişikliklerin Özellikleri Gen Çevre Etkileşimleri: embriyonik gelişme, yaşlanma, metabolik hastalıklar ve kanser... Yavaşça başlar, gitgide artar. Doz bağlantılı etkileri vardır. Potensiyel olarak geri dönüşümlüdür.
Gen ifadesinin epigenetik düzenlenmesini sağlayan mekanizmalar metillenmesi ubikütinasyonu asetilasyonu Metil gruplarının DNA ya eklenmesi DNA stabilitesi, kromozomal değişiklikler Mutasyonların oluşması
Nütrisyonel Epigenetik DNA metilasyonuna neden olabilen gıdalar bio-aktif gıdalar Folat (suda çözünebilen B vit.) etkisi her dokuda aynı değildir. annedeki düşük folat hipometilasyona neden olur ve bebeğin sinir sistemi gelişimini etkiler ama yüksek folat kanser oluşumuna da yol açabilir. Çay polifenolleri; yeşil çay, soy isoflavinleri (legüm) Resveratrol, Quersetin, Bütirik, Selenyum (anti-kanser özellik).
Histon modifikasyonlarına neden olabilen gıdalar (yeşil çay) (Soy fasulyesi)
RNA interferansı (kodu olmayan RNA, transkripsiyonel regülatörler) Sıçanlarda, annenin hamile kalmadan, hamilelikte ve laktasyon sırasında aşırı yağlı beslenmesi yavruların IGF2 ifadesini ve bir çok önemli kilit noktası olan mirna ifadelerini değiştirdiği göstermiştir.
Choi & Friso,
Anne-farelerin Özellikle Laktasyon Sırasında Aşırı Yağlı Besinlerle Beslenmesi Yavru fenotipi Obese Glukoz- intolerans Vogt, et.al., Cell 2014
Annenin Laktasyon Sırasında Aşırı Yağlı Besinlerle Beslenmesi Yavrularda Pre-gestasyonel Metabolik Anormalliklere ve Hiperinsülinemiya Yol Açmaktadır. Vogt, et.al., Cell 2014
Laktasyonda Yağlı Beslenen Annlerin Yavruları, Laktasyondan sonra Normal Besinlerle Beslenselerde Metabolik Hastalıklara Yatkındır. Vogt, et.al., Cell 2014
Hipotalamik Nörosirkutdaki Değişimler
Laktasyonda Aşırı Yağlı Besinlerle Beslenen Annelerin Yavrularının ANH nöronlarının projeksiyonunlarının intra-hipotalamusta azalmasına neden olur. Vogt, et.al., Cell 2014
POMC-Spesifik yokluğun Pankreas b- hücrelerine etkisi Vogt, et.al., Cell 2014
Aşırı Yağlı Beslenen Annenin Süt Değerleri Vogt, et.al., Cell 2014
ODTÜ deki çalışmalar: Kafeterya Diyeti Kompozisyonu Ağırlık (gram) Kan Glikoz Düzeyleri (mg/dl)
20 günlük yavruların bağırsak uzunlukları (n=1)
Nörovasküler Ünite (NVU) Damar endotel hücreleri, nöronlar, ve nöron olmayan diğer hücreler (örn: mikroglia, perisitler ve astrositler) beraber fonksiyonel bir ünitedir. Beyin Kan Bariyeri (BKB) NVU deki değişiklikler inflamasyonu ve BKB geçirgenliğini değiştirecektir. Segura I. Trends Mol Med. 2009 Oct;15(10):439-51
Hipotez Obez annenin hamileliği sırasında aşırı yağlı besin tüketiminin yavru hipotalamus bölgesindeki mikrodamarlarda bulunan BKB üzerinde etkisi olduğunu ve gelişim sırasında bu mikrodamar yoğunluğunu etkileyebileceğini ileri sürmekteyiz.
Tartışma Bir çok hastalığın oluşmasında etkili olan çevre, genetik, ve epigenetik faktörlerin arasındaki kompleks ilişkiler henüz tam aydınlatılamamıştır. Gıdalar ve DNA üzerindeki etkilerini araştırmak gelecekteki araştırmalar için çok önemlidir. Genome-wide veya yüksek işlem hacmi olan genetik methodlar geliştirilmelidir. Bu mekanizmaların aydınlatılması bireylerin hastalıklara maruz kalmadan belirlenmesini, diyet önerileriyle veya doğal yollarla hastalıklardan korunmanın yollarını belirlememizi sağlayabilir.
Kaynaklar Gordana Supic, Maja Jagodic & Zvonko Magic (2013) Epigenetics: A New Link Between Nutrition and Cancer, Nutrition and Cancer, 65:6, 781-792, DOI: 10.1080/01635581.2013.805794 Mihai D. Niculescu Nutritional Epigenetics ILAR Journal Volume 53, Number 3/4 2012 271-278 Young-In Kim (2014) Nutritional Epigenetics: Impact of Folate Deficiency on DNA Methylation and Colon Cancer Susceptibility, The Journal of Nutrition, 2703-2709 Sang-Woon Choi and Simonetta Friso (2010) Epigenetics: A New Bridge between Nutrition and Health, American Society for Nutrition. Adv. Nutr. 1: 8 16, 2010; doi:10.3945/an.110.1004. Vogt, et. Al. (2014) Neonatal Insulin action Impairs Hypothalamic Neurocircuits Formation in Response to Maternal High Fat Feeding, Cell, 156:1-15
Teşekkür ODTÜ, Yanık Lab., Moleküler Nöroendokrinoloji Yüksek Lisans Öğrencileri Hikmet. Taner Teker Gizem Kurt Feride Kaşıkçı Serhat Özdemir Barış Ulum Lisans Öğrencileri Deniz Pirinçci Betül Taşkoparan Ankara Eğitim ve Araştırma Hastanesi Tıbbi Mikrobiyoloji Böl. Prof. Dr. Ali Kudret Adiloğlu Dr. Sedat Vezir Gülbahar Böyük Safiye Böyük Proje no:113z015 BAP-LTP-2012-13