Výzkum v oblasti výživy se v příštích letech zaměří zvýšenou měrou na objasnění, jakým způsobem mohou být lidské geny ovlivněny potravou. Získané poznatky se patrně projeví ve vývoji nových potravin, které budou obsahovat více živin, nových léků i léčebných postupů a ve zvýšené ochraně životního prostředí.

Výzkum genů a genetiky obecně může být využit ve výživě mnoha různými způsoby - k zvýšení nutriční hodnoty potravin, k vypracování postupů pro snížení rizika onemocnění různými chorobami nebo k navržení optimálních diet pro podporu zdraví lidských jedinců. Získáním prvého návrhu struktury lidského genomu se otevírá nová kapitola poznání souvislostí mezi zdravím a výživou.

V únoru 2000 dvě nezávislé výzkumné skupiny publikovaly současně své výsledky ve dvou světově nejprestižnějších vědeckých časopisech - "Nature" a "Science". Tento prvý "hrubý návrh" struktury lidského genomu je úžasný úspěch, jestliže si uvědomíme, že jeho úplná sekvence se skládá z 3,2 miliard jednotek a jeho rozsah je tak velký, že může být publikován pouze na Internetu. Pokud by měla být vytištěna jeho úplná sekvence, bylo by k tomu zapotřebí více než 75.000 novinových stránek!

Výzkum lidského genomu vyžaduje důkladné znalosti buněčných funkcí a jejich reprodukce. V následujících odstavcích je velmi stručně popsána struktura a funkce lidského genomu, aby i čtenáři, kteří nemají žádné znalosti genetiky, porozuměli základním poznatkům v této oblasti.

Existují čtyři možné báze a každá z nich odpovídá specifickému partneru v protějším řetězci. Adenin (A) je spojen s thyminem (T) a guanin (G) s cytosinem (C). Všechny informace potřebné pro funkci nebo reprodukci buňky jsou zahrnuty v sekvenci těchto čtyř bází. Tato sekvence se v genomu opakuje milionkrát nebo dokonce ještě více krát. Každá forma života na naší planetě užívá tento stejný jazyk a přesné pořadí čtyř bází - adeninu, thyminu, guaninu a cytosinu - je nesmírně důležité, neboť představuje to, co dělá člověka člověkem. Jinými slovy, právě na sekvenci bází závisí různorodost organismů. V sekvencích DNA spočívá tajemství života od bakterií až k lidským tvorům a současná věda je nyní schopná rozluštit tyto knihy života, které se nazývají genomy.

Genom obsahuje všechny molekuly DNA v organismu - včetně těch, které jsou obsaženy v genech. (Gen je subjednotka DNA, která určuje dědičné vlastnosti jedince, např. barvu očí).

Genomy jsou různé velikosti, která závisí na zdroji. Např. nejmenší známý genom je z bakterie a má 600.000 DNA bazických párů. Lidský genom obsahuje kolem 3 miliard těchto párů. Geny jsou nositeli informací, které umožňují buňkám produkovat bílkoviny. Ty pak určují celou řadu vlastností, např. jak bude organismus vypadat, jak dobře funguje a dokonce snad jak se bude chovat.

Výzkum využívající znalosti projektu výzkumu lidského genomu (Human Genome Project) umožní vědcům porozumět funkcím lidských genů a zákonům, které je ovlivňují. Tyto znalosti zároveň poskytnou informace o interakcích genů a živin a o vlivu individuálních genetických rozdílů na výživu. Například způsob, jak některé živiny obsažené v mléce, ovoci a zelenině mohou ovlivnit žádoucí změny metabolismu, je dosud většinou neznámý. Výzkum tak může přispět k identifikaci těchto účinků a k porozumění, proč některé složky potravy příznivě ovlivňují zdravotní stav. Podobně na genetickém základě je možné vysvětlit, jak jedinci reagují na určité potraviny a složky potravin a doporučit diety i jednotlivé potraviny, které jsou pro každého jedince nejlepší. Studie interakcí genů a živin umožní rovněž získat nové informace potřebné pro vývoj nových přesnějších biomarkerů (indikátorů) k rychlé a hlavně včasné detekci různých nemocí a identifikovat geny, které mohou být speciálně zaměřenou výživou ovlivněny tak, aby organismus byl proti těmto chorobám chráněn.

V příštím vydání Food Today bude blíže popsáno zaměření tohoto výzkumu pro budoucí pokroky v oblasti zdraví a výživy lidí.

Objasnění DNA

Základní jednotkou všech živých systémů jsou buňky a všechny informace a instrukce nutné pro řízení buněčné činnosti se nalézají v sloučenině nazývané kyselina deoxyribonukleová (DNA), která se nalézá v buněčném jádru. U lidí a všech vyšších živočichů se molekula DNA skládá ze dvou pramenů, které se vzájemně ovíjejí kolem sebe, takže připomíná spirálovitě zkroucený žebřík. Postranní části žebříku tvoří sacharidické molekuly (deoxyribosa) a příčky jsou tvořeny chemickými sloučeninami, které se nazývají báze.

Ref.

1. The Human Genome, Science, 291; 5507, Feb. 16, 2001
2. Primer on Molecular Genetics, United States Department of Energy, 2001
3. United States Department of Energy, Human Genome Project. www.ornl.gov/hgmis
4. European Parliament and Council Directive 98/44/EC, 6 July 1998, Official Journal L 213, 30-7-98
5. Roberts M.A., Mutch D.M. and German J.B. Genomics: food and nutrition. Current Opinion in Biotechnology 2001, 12:516-522

POTRAVINY DNES (FOOD TODAY) 09/2002