Almost all of our genes may be infl

Almost all of our genes may be influenced by the food we eat, suggests new research published today in the journal Nature Microbiology. The study, carried out in yeast -- which can be used to model some of the body's fundamental processes -- shows that while the activity of our genes influences our metabolism, the opposite is also true and the nutrients available to cells influence our genes.

The behaviour of our cells is determined by a combination of the activity of its genes and the chemical reactions needed to maintain the cells, known as metabolism. Metabolism works in two directions: the breakdown of molecules to provide energy for the body and the production of all compounds needed by the cells.

Knowing the genome -- the complete DNA 'blueprint' of an organism -- can provide a substantial amount of information about how a particular organism will look. However, this does not give the complete picture: genes can be regulated by other genes or regions of DNA, or by 'epigenetic' modifiers -- small molecules attached to the DNA that act like switches to turn genes on and off.

Previous studies have suggested that another player in gene regulation may exist: the metabolic network -- the biochemical reactions that occur within an organism. These reactions mainly depend on the nutrients a cell has available -- the sugars, amino acids, fatty acids and vitamins that are derived from the food we eat.

To examine the scale at which this happens, an international team of researchers, led by Dr Markus Ralser at the University of Cambridge and the Francis Crick Institute, London, addressed the role of metabolism in the most basic functionality of a cell. They did so using yeast cells. Yeast is an ideal model organism for large scale experiments at it is much simpler to manipulate than animal models, yet many of its important genes and fundamental cellular mechanisms are the same as or very similar to those in animals and humans.

The researchers manipulated the levels of important metabolites -- the products of metabolic reactions -- in the yeast cells and examined how this affected the behaviour of the genes and the molecules they produced. Almost nine out of ten genes and their products were affected by changes in cellular metabolism.

"Cellular metabolism plays a far more dynamic role in the cells than we previously thought," explains Dr Ralser. "Nearly all of a cell's genes are influenced by changes to the nutrients they have access to. In fact, in many cases the effects were so strong, that changing a cell's metabolic profile could make some of its genes behave in a completely different manner.

"The classical view is that genes control how nutrients are broken down into important molecules, but we've shown that the opposite is true, too: how the nutrients break down affects how our genes behave."

The researchers believe that the findings may have wide-ranging implications, including on how we respond to certain drugs. In cancers, for example, tumour cells develop multiple genetic mutations, which change the metabolic network within the cells. This in turn could affect the behaviour of the genes and may explain with some drugs fail to work for some individuals.

"Another important aspect of our findings is a practical one for scientists," explains says Dr Ralser. "Biological experiments are often not reproducible between laboratories and we often blame sloppy researchers for that. It appears however, that small metabolic differences can change the outcomes of the experiments. We need to establish new laboratory procedures that control better for differences in metabolism. This will help us to design better and more reliable experiments.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เกือบทั้งหมดของเราอาจมีผลมาจากอาหารที่เรากิน แนะนำงานวิจัยใหม่ที่เผยแพร่ในวันนี้ในสมุดจุลชีววิทยาธรรมชาติ การศึกษา ดำเนินการในยีสต์ - ซึ่งใช้แบบจำลองของกระบวนการพื้นฐานของร่างกาย - แสดงให้เห็นว่ากิจกรรมของเรามีผลต่อการเผาผลาญของเรา ตรงข้ามก็เป็นจริง และสารอาหารให้เซลล์ที่มีอิทธิพลต่อเราพฤติกรรมของเซลล์ของเราถูกกำหนด โดยชุดของกิจกรรมของยีนส์และปฏิกิริยาเคมีที่จำเป็นในการรักษาเซลล์ เรียกว่าเผาผลาญ เผาผลาญทำงานในสองทิศทาง: ของโมเลกุลให้พลังงานแก่ร่างกายและการผลิตของสารประกอบทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับเซลล์รู้จีโน -สมบูรณ์ดีเอ็นเอ 'พิมพ์เขียว' ของชีวิต - สามารถให้บริการเป็นจำนวนมากของข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะชีวิตโดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม นี้ไม่ได้ทำให้ภาพสมบูรณ์: สามารถควบคุมยีน โดยยีนหรือภูมิภาคของดีเอ็นเออื่น ๆ หรือคำ วิเศษณ์ 'epigenetic' - โมเลกุลขนาดเล็กเข้ากับดีเอ็นเอที่ทำหน้าที่เสมือนสวิตช์เพื่อเปิด และปิดการยีนการศึกษาก่อนหน้านี้ชี้ว่า อาจมีผู้เล่นคนอื่นในยีน: เครือข่ายผลาญ - ปฏิกิริยาชีวเคมีที่เกิดขึ้นในชีวิต ปฏิกิริยาเหล่านี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสารอาหารในเซลล์มีมี - น้ำตาล กรดอะมิโน กรดไขมัน และวิตามินที่มาจากอาหารเรากินการตรวจสอบเครื่องชั่งที่เกิดเหตุการณ์นี้ การงานของนักวิจัย นำ โดยดร. Markus Ralser ที่มหาวิทยาลัยแคมบริดจ์และ สถาบันคริก Francis ลอนดอน รับบทบาทของการเผาผลาญในการทำงานพื้นฐานของเซลล์ พวกเขาจึงใช้เซลล์ยีสต์ ยีสต์มีชีวิตรูปแบบเหมาะสำหรับการทดลองขนาดใหญ่ได้เป็นง่ายมากในการจัดการมากกว่าแบบสัตว์ ยังหลายยีนสำคัญและกลไกเครือข่ายโทรศัพท์พื้นฐานจะเหมือนกันเป็น หรือลักษณะคล้ายกับในมนุษย์และสัตว์นักวิจัยจัดการระดับของสารสำคัญ -ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาเผาผลาญอาหาร - ในเซลล์ยีสต์ และตรวจสอบวิธีนี้มีผลกระทบพฤติกรรมของยีนและโมเลกุลที่พวกเขาผลิต เกือบเก้าในสิบยีนส์และผลิตภัณฑ์ของพวกเขาได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญเซลลูลาร์"เผาผลาญเซลลูลาร์มีบทบาทแบบไดนามิกมากที่สุดในเซลล์มากกว่าที่เราคิด อธิบาย Dr Ralser "เกือบทั้งหมดของยีนของเซลล์ได้รับอิทธิพลจากการเปลี่ยนแปลงสารอาหารที่เข้าถึง ในความเป็นจริง ในหลายกรณี ลักษณะพิเศษแข็งแรง การเปลี่ยนโปรไฟล์เผาผลาญของเซลล์สามารถให้บางส่วนของยีนทำงานในลักษณะแตกต่างกันอย่าง"มุมมองคลาสสิกคือ ยีนควบคุมวิธีสารอาหารจะแบ่งเป็นโมเลกุลสำคัญ แต่เราได้แสดงว่า ตรงกันข้ามเป็นจริง เกินไป: การแบ่งสารอาหารมีผลต่อลักษณะการทำงานของเรา"นักวิจัยเชื่อว่า ผลการวิจัยอาจมีนัย รวมวิธีเราตอบสนองต่อยาบางชนิด ในโรคมะเร็ง เช่น เซลล์เนื้องอกพัฒนากลายพันธุ์ทางพันธุกรรมหลาย ซึ่งเปลี่ยนเครือข่ายเผาผลาญภายในเซลล์ นี้จะสามารถส่งผลกระทบต่อพฤติกรรมของยีน และอาจอธิบาย ด้วยล้มเหลวบางยาเสพติดการทำงานสำหรับบางคน"อีกเรื่องที่สำคัญผลการวิจัยของเราเป็นหนึ่งเหมาะสำหรับนักวิทยาศาสตร์ อธิบายว่า ดร. Ralser "การทดลองทางชีวภาพมักไม่จำลองระหว่างห้องปฏิบัติการ และเรามักจะตำหนินักวิจัยเลอะเทอะที่ จะอย่างไรก็ตาม ปรากฏว่า ความแตกต่างเล็ก ๆ ที่เผาผลาญสามารถเปลี่ยนผลลัพธ์ของการทดลอง เราต้องสร้างกระบวนงานห้องปฏิบัติการใหม่ที่ควบคุมความแตกต่างในการเผาผลาญดีขึ้น วิธีนี้จะช่วยเราในการออกแบบการทดลองที่ดี และเชื่อถือได้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เกือบทั้งหมดของยีนของเราอาจจะได้รับอิทธิพลมาจากอาหารที่เรากินให้เห็นงานวิจัยใหม่ที่เผยแพร่ในวันนี้ในวารสารธรรมชาติวิทยา การศึกษาการดำเนินการในยีสต์ - ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการจำลองบางส่วนของกระบวนการพื้นฐานของร่างกาย - แสดงให้เห็นว่าในขณะที่การทำงานของยีนของเรามีอิทธิพลต่อการเผาผลาญอาหารของเราตรงข้ามยังเป็นจริงและสารอาหารที่มีอยู่ไปยังเซลล์ที่มีอิทธิพลต่อยีนของเราพฤติกรรมของเซลล์ของเราจะถูกกำหนดโดยการรวมกันของกิจกรรมของยีนและเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่จำเป็นในการรักษาเซลล์ของตนที่เรียกว่าการเผาผลาญอาหาร การเผาผลาญทำงานได้ในสองทิศทาง: รายละเอียดของโมเลกุลเพื่อให้พลังงานสำหรับร่างกายและการผลิตของสารทั้งหมดที่จำเป็นโดยเซลล์. รู้จีโนม - สมบูรณ์ดีเอ็นเอ 'พิมพ์เขียว' ของสิ่งมีชีวิต - สามารถให้จำนวนมากของข้อมูล เกี่ยวกับวิธีการมีชีวิตโดยเฉพาะอย่างยิ่งจะมีลักษณะ แต่นี้ไม่ได้ให้ภาพที่สมบูรณ์: ยีนสามารถควบคุมโดยยีนหรือภูมิภาคอื่น ๆ ของดีเอ็นเอหรือโดย 'epigenetic' ปรับเปลี่ยน - โมเลกุลขนาดเล็กที่แนบมากับดีเอ็นเอที่ทำหน้าที่เหมือนสวิทช์ที่จะเปิดยีนและปิด. ศึกษาก่อนหน้านี้ แนะนำว่าผู้เล่นคนอื่นในการควบคุมของยีนที่อาจมีอยู่: เครือข่ายการเผาผลาญ - ปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นภายในสิ่งมีชีวิต ปฏิกิริยาเหล่านี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสารอาหารที่เซลล์มีพร้อมใช้งาน. - น้ำตาล, กรดอะมิโนกรดไขมันและวิตามินที่จะได้มาจากอาหารที่เรากินเพื่อตรวจสอบขนาดที่เกิดเหตุการณ์เช่นนี้ทีมงานต่างประเทศของนักวิจัยนำโดยดร มาร์คัส Ralser ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และฟรานซิสคริกสถาบันลอนดอนจ่าหน้าบทบาทของการเผาผลาญอาหารในการทำงานขั้นพื้นฐานที่สุดของเซลล์ พวกเขาไม่ดังนั้นการใช้เซลล์ยีสต์ ยีสต์เป็นสิ่งมีชีวิตรูปแบบที่เหมาะสำหรับการทดลองขนาดใหญ่ที่มันง่ายมากที่จะจัดการกว่ารุ่นสัตว์อีกหลายของยีนที่สำคัญและพื้นฐานเซลล์และกลไกเป็นเช่นเดียวกับหรือคล้ายกันมากกับผู้ที่อยู่ในสัตว์และมนุษย์. นักวิจัยการจัดการระดับ ของสารสำคัญ - ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาการเผาผลาญ - ในเซลล์ยีสต์และตรวจสอบวิธีการนี้ได้รับผลกระทบการทำงานของยีนและโมเลกุลที่พวกเขาผลิต เกือบเก้าสิบออกมาจากยีนและผลิตภัณฑ์ของตนได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญเซลลูลาร์. "เผาผลาญเซลลูลาร์มีบทบาทไกลแบบไดนามิกมากขึ้นในเซลล์กว่าที่เราคิดไว้ก่อนหน้านี้" ดร Ralser อธิบาย "เกือบทั้งหมดของยีนของเซลล์ได้รับอิทธิพลจากการเปลี่ยนแปลงสารอาหารที่พวกเขามีการเข้าถึง. ในความเป็นจริงในหลายกรณีผลกระทบที่แข็งแกร่งเพื่อที่การเปลี่ยนแปลงรายละเอียดการเผาผลาญของเซลล์อาจทำให้บางส่วนของยีนประพฤติในลักษณะที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง"มุมมองคลาสสิกคือยีนที่ควบคุมวิธีการที่สารอาหารจะถูกแบ่งออกเป็นโมเลกุลที่สำคัญ แต่เราได้แสดงให้เห็นว่าตรงข้ามเป็นจริงมากเกินไป: วิธีสารอาหารที่ทำลายลงมีผลต่อวิธียีนของเราประพฤติ." นักวิจัยเชื่อว่าการค้นพบอาจมี ความหมายที่หลากหลายรวมเกี่ยวกับวิธีการที่เราตอบสนองต่อยาบางชนิด. ในการเกิดโรคมะเร็งเช่นเซลล์เนื้องอกพัฒนากลายพันธุ์ทางพันธุกรรมหลายที่เปลี่ยนเครือข่ายการเผาผลาญภายในเซลล์. นี้ในทางกลับกันอาจมีผลต่อการทำงานของยีนและอาจอธิบายด้วย ยาบางล้มเหลวในการทำงานสำหรับบางคน. "อีกด้านที่สำคัญของการค้นพบของเราเป็นหนึ่งในทางปฏิบัติสำหรับนักวิทยาศาสตร์" อธิบายว่าดร Ralser. "การทดลองทางชีวภาพมักจะไม่ทำซ้ำได้ระหว่างห้องปฏิบัติการและเรามักจะตำหนินักวิจัยที่เลอะเทอะ มันจะปรากฏ แต่ที่แตกต่างการเผาผลาญอาหารขนาดเล็กสามารถเปลี่ยนผลการทดลองที่ เราจำเป็นต้องสร้างวิธีการตรวจทางห้องปฏิบัติการใหม่ที่มีการควบคุมที่ดีกว่าสำหรับความแตกต่างในการเผาผลาญ นี้จะช่วยให้เราสามารถออกแบบการทดลองที่ดีและน่าเชื่อถือมากขึ้น