小RNA,吃下去的食物會控制我們的基因嗎?_風聞
鹰击长空-黑名单专治乌贼、反智、喷子、谣棍和杠精2018-08-10 09:52
本文最早來源於果殼問答的這個帖子,雖然標題詢問的是食物與基因調控的關係,但是實質上LZ擔心的是“連普通的植物都會把遺傳物質轉入人的體內,那麼轉基因食物是不是會更危險”這樣的一個問題。
之前果殼對這個研究也曾撰文詳細説明,但沒有將這個研究與轉基因食品聯繫起來。所以本文試圖以一種不同的角度簡要分析為什麼我們暫時不需要擔心轉基因食物會以類似的方式控制我們的基因。
與原文相比,本文略有修改。
作者:冷月如霜 植物細胞生物學博士生
張辰宇教授的研究主要説明了兩點:1,通過進食進入體內的植物miRNA可以不被降解,從而存在於人和其他一些動物的血清或器官中。2,這些miRNA中的一員,MIR168a,可以抑制人和小鼠體內一個基因的表達。
什麼是miRNA?
在張辰宇教授的研究中提到的MIR168a屬於一類小分子RNA(microRNA或miRNA),這類RNA的長度較短,大約只有19-24個鹼基不等的序列。考慮到參與編碼的RNA少則幾百,多則上千的序列長度,稱miRNA為小分子RNA可謂是名副其實。
miRNA是如何產生的呢?和普通的RNA一樣,miRNA以DNA為模板,通過RNA聚合酶轉錄而成。新合成的miRNA會自我形成雙鏈螺旋,變成一個“髮卡”結構。後續的修飾會切除髮卡閉合的那一段,並使雙鏈解鏈,形成miRNA。
成熟的miRNA會和其他蛋白形成一個叫做“RNA引導的沉默複合體”結構(RNA-induced silencing complex 或 RISC),這個結構會和受調控的基因片段所轉錄的mRNA(信使RNA,攜帶的信息可以翻譯成蛋白質)結合,抑制該蛋白的合成。
維基上有miRNA相關的動畫,被搬運到了youku,請猛擊以下視頻觀看
轉基因,轉的是什麼?
記憶中關於轉基因食品安全性的討論已經持續了好幾年,並且不見有消停的跡象。想要知道轉基因技術到底安全不安全,首先我們要知道什麼是轉基因技術。
維基將轉基因技術定義為:一項在生物體中引入外源基因,並使這個基因及其性狀在這個生物體以及後代中得以表現的過程。轉基因技術在植物中應用很多,也與我們的生活最密切。目前已知的轉基因品種有玉米,水稻,番茄,大豆和棉花等。轉基因的動物或細菌由於大多用於科研而非經濟,與人類生活交集較小,就不再一一贅述了。
以轉基因水稻為例(張辰宇教授研究的對象也是稻米里的miRNA),早在1992年,科學家就開始着手開發含有β-胡蘿蔔素的大米,用來治療維生素A缺乏症(β-胡蘿蔔素是合成維生素A的前體)。他們將合成β-胡蘿蔔素的生化途徑中必需的兩種酶的合成基因特異性地“轉入”了水稻,使它們只在供食用的部分表達。這種轉基因的大米含有β-胡蘿蔔素而呈現出金黃色,並因此得名“黃金大米”。

食用轉基因食品,會將轉入的基因轉到我們的身體裏嗎?
乍看之下,張辰宇教授的研究和轉基因技術結合在一起會產生可怕的後果:如果吃了黃金大米,我整個人都變成黃金色了怎麼辦?
且不論β-胡蘿蔔素在人體和在水稻體內合成的異同,單就機制而言,張辰宇教授的研究也與轉基因技術有着很大的不同。轉基因食物中含有的是轉入的DNA,並在生物體內將遺傳信息轉錄成編碼RNA,並最終翻譯成蛋白質。簡而言之,轉入的是基因(DNA),起作用的是蛋白質,編碼RNA起了媒介的作用。而張辰宇教授的研究發現的則是**miRNA(一類非編碼的RNA)**的水平轉移,兩者幾無共同可言。
如果進一步問,即便轉基因食物裏的“轉基因”可能不會成為我們人體的一部分,但你又怎麼知道這些基因不會在人體內形成miRNA,從而影響人體呢?關於這一點,我們也無需擔心太多。
不過,正如張辰宇教授的研究所發現的那樣。但是首先,植物突然就一段外源序列合成miRNA的概率極小;其次,這個miRNA能夠經得起人類的消化而進入人體的概率也極低。最後,即便這個miRNA被成功的轉移入人體內,可是,這個轉入的基因只在轉基因食物中存在,而壓根不在人體裏。。。這樣一來,這個miRNA也就失去了它作用的對象,只能碌碌無為地度過短暫的一生。
在本文的最後,我想補充兩點我的看法。
一,但根據miRNA在植物和動物中不同的合成機制,我推測只要停止食用稻米,這個miRNA就會從人體中慢慢消失。所以即便存在着這種RNA水平轉移,這種轉移也不是永久的。(好像最新的研究是數個小時,Up注)
二,考慮到在轉基因食物中,人工轉入的基因和食物本來固有的基因相比簡直是九牛一毛,
原文答疑:
看了樓主的帖子,有一個問題:假設轉基因食物對人體起作用,也就可以推斷出人體在吸收轉基因的食物時,食物被分解,轉基因進入人體內,這裏的人體內,我指的是細胞的基因中,然後與人體內的基因起作用,或促進或抑制的作用。最近幾年QQ羣裏有人時不時發帖説轉基因大豆油怎麼怎麼不好。一時間,關於轉基因的有害性的討論是沸沸揚揚的。我記得最早接觸到關於轉基因的有害性是:在2010年科幻世界不記得是何夕還是劉慈欣寫的一篇關於基因作物的文章,主要觀點是基因作物具有殺死其他作物的特點,從而美國種子公司達到壟斷食物種子的目的。這篇文章的觀點我還是贊同的。但是至於轉基因的食物會不會造成人的基因的變異,個人觀點是:我們生活在現今的社會,我們的基因與早先100人相比,或多或少會有進化,如果轉基因的食物抑制了人體內的某段基因的合成,那必然會有另一種新的基因出現,用化學的觀點,舊化學鍵斷裂,必然會產生新化學鍵。由於我不是學生物或遺傳學的,僅僅利用高中的生物知識判斷,所以,有不正確的,歡迎大家指正。
讓我們先假設轉基因植物裏的轉基因進入人體產生了作用 吧,那麼這種作用是以什麼樣的方式產生的呢?轉基因的DNA?RNA?還是蛋白?
DNA和RNA很容易就被核酸酶降解掉了,蛋白也很容易被蛋白酶降解。而哺乳動物的轉基因方法,和植物的轉基因方法其實是不一樣的(以後我會新開一個日誌説明)。在實驗室裏,在所有“介質”和轉基因條件都存在的前提下,轉基因成功率也不是很高。而在人體進食以後,這個環境應該是不適合植物的轉基因轉入人體的(或者)。
關於轉基因大豆如何不好,如果能有相關的研究論文的話,我或許可以幫助一起分析哪些是言之鑿鑿的,哪些是不合理的:)
至於美國種子公司的壟斷,以我的瞭解,其壟斷方式主要是 1:註冊專利,讓其他人不能通過同樣的技術來獲利;2:讓種子誘導表達,這個是説他們出售的種子必需經過他們自己的誘導物誘導以後才會展現出轉基因品種的性狀。如果有農民自作聰明將收穫的種子種在土裏,想省下每年買種子的錢,實際上種出來的只是普通的作物而已。
關於殺死其他作物的特點,我不知道有沒有研究可以支持這個觀點。我自己所在的實驗室裏種着10幾種不同的轉基因植物,它們並沒有互相抑制彼此的生長,也沒有抑制非轉基因作物的生長。
另外,
譚家老三:
説得那麼深奧,單就上面所謂的黃金大米,合成的貝塔胡蘿蔔素通過食物鏈進入到人體,首先是否會降解?不能在人體降解就會在組織裏沉積,那是假象地分解吸收,到時候我們真變黃皮膚了。而天然的貝塔胡蘿蔔素通過食物鏈那是一種營養強化劑,並且可以把有效成分分解和吸收以及代謝,就像你媽媽叫你回家吃胡蘿蔔
都是β-胡蘿蔔素,哪有合成和天然之分?如果兩者在結構上有差異,那麼其中一者肯定就不叫β-胡蘿蔔素了。
此外,黃金大米中的胡蘿蔔素從產生途徑上也是“天然”的,用的是生化合成途徑,和胡蘿蔔合成β-胡蘿蔔素的過程一致。
另外,轉基因作物生產的胡蘿蔔素,本來就是天然的,而不是人工合成的。
再另外,天然的胡蘿蔔素,吃多了本來就會沉積形成皮膚髮黃,不信你多吃點南瓜橘子胡蘿蔔試試看。
(他人回覆)
説到合成和天然的問題,我記得在天然橡膠和合成橡膠中,基本的成分是一樣的,細微的區別就是天然橡膠裏有2%--3%的蛋白質和1.5%--4.5%的丙酮抽取物,也就是這不到5%--8%的成分,帶給了許多合成橡膠無法超越的性能。同樣的,天然的胡蘿蔔素和合成的,結構上沒有區別,有機化學反應沒有100%的轉化率,合成反應中必然有雜質存在,所以贊同11樓的觀點。
(他人回覆)
冷月如霜(樓主自己)
能問到張教授有沒有做過降解的實驗麼?我很好奇這個MIR168a是會隨着進食結構的改變而逐漸被代謝掉,還是會長期存在在人體內。
我問了下張教授實驗室的同學,這個重點不是不降解的問題,而是能通過消化道進入血液,應該不會長期存在在人體中。
矢共生死:
但是如果轉基因影響到了植物miRNA的表達,導致部分被改變的miRNA逃避消化機制,與人體內某些靶點蛋白相結合……呃,好像也有點問題。
表達的改變並不影響miRNA本身的結構
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