「植物中所含微小RNA能夠通過消化道進入人體血液和器官組織,然後通過調控靶基因表達的方式,影響人的生理功能」,這種說法的可信度有多高?

原文發表在《南方周末》,鏈接:http://www.infzm.com/content/63729

當時我看到了覺得有個疑問,人體內跟植物RNA排序相同的微小RNA必然來自植物嗎?(雖然按文中說法幾乎肯定是了。)後來碰到2005年諾貝爾化學獎得主Roger Kornberg,我問了下他的看法。他謹慎地說這種現象看上去不可能,如果有人發現了,建議看看試驗的可重複性。


其實這個問題剛提出來的時候,還是挺轟動的,很大程度上是因為他顛覆了我們固定的思維方式:

外源的的核酸假如能在進食者體內發揮調控基因表達的功能需要克服很多因素:

  • 外源核酸在經過消化道時也首先要具備逃避胃部的強酸性環境和RNase的機制。

  • 假如能順利被腸道吸收,進入血液或細胞,除了要時刻逃避RNase,還要躲避人體強大的免疫機制。
  • 假如,以上過程都能僥倖過關,最終到了靶標位置,要知道任何有功能的mRNA或siRNA要發揮功能,必須在效應組織或器官的細胞中有足夠的積累,任何藥物都是有劑量效應的。

  • 如此大量的吸收和富集miRNA不可能是靠隨機的滲漏。如果該現象普遍存在,那麼在進食者體內必然會存在一套相對嚴密的保護和運輸外源miRNA的機制。

以上的假設在被證實之前,這個問題都是值得懷疑的。

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最近剛發表了一篇針對這個問題的文章(http://www.biomedcentral.com/1471-2164/13/381/abstract),是Monsanto旗下的機構發表的

  • 作者重新在多個動物和昆蟲樣本和組織中檢測到了植物的miRNA,發現miR168確實大量存在於動物的sRNA資料庫裡面,但不是全部。
  • 但是他們檢測動物的飼料,包括玉米或水稻的種子,卻發現miR168 並一定不是含量最高的,但是到了動物體內卻富集起來,原因不清楚,還有待研究。

  • 另外,他們也重新在NCBI的NT資料庫,包括動物,真菌,細菌以及病毒,blast具有代表性的植物miRNA,沒有找到完全匹配的序列,因而也他們排除了從宿主或是微生物來源的情況。
  • 然而他們在進行昆蟲為食的試驗中發現,一些只吃雙子葉植物的昆蟲也檢測到了大量的單子葉類型的miR168,於是他們便懷疑單子葉的miR168是通過非植物源污染產生的

於是最後他們也吐槽了,植物miRNA不能排除是不是吃進去的,但是至少不是普遍存在的。好像這個問題越來越有趣了,拭目以待吧。


補充一下~

來發幾篇相關的文章:

PLOS ONE: The Complex Exogenous RNA Spectra in Human Plasma: An Interface with Human Gut Biota?

(其實是同期的工作...)

這篇文章的結果是:不僅植物的miRNA可能逃避消化機制,細菌/真菌也有可能(Human Plasma Contains Sequences that Map to a Diverse Group of Microbiome Species)

很有意思

不過也有一些反對的聲音,

Mining of public sequencing databases supports a non-dietary origin for putative foreign miRNAs: underestimated effects of
contamination in NGS

Analysis of plant-derived miRNAs in animal small RNA datasets(這篇貌似張辰宇組有reply^_^)

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以下是相關領域的進展:

感興趣的同學可以看看下面的文章

Ingested plant miRNAs regulate gene expression in animals

介紹機體吸收外源miRNA的研究背景與歷史。

我覺得從這個角度來看,張的結論還是有根據,很有可能的

Cell Research(Regulation of small RNA stability: methylation and beyond)

介紹miRNA穩定的幾種機制,回答為什麼miRNA可能在血漿中出現的原因

microRNA as a new immune-regulatory agent in breast milk

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3248653/

介紹乳//汁中的miRNA可以被嬰兒吸收,提高新生兒免疫功能(其實這個做得比較成熟,大概就是miRNA在汁中被脂質體包裹,然後與小腸絨毛上皮細胞結合,入血)

以及如果有什麼新進展,請告訴我^_^


科學網—【打人,還是找抽?】:孟山都 vs. 張辰宇

科學網博客上比較有意思的一篇文章,張辰宇教授是這個理論的提出者之一。

因為這個理論可能對轉基因作物與人體的作用機理有影響,於是乎孟山都找了一批人想否定這個現象,然後呢兩邊就抄起來了,你拍我一板磚,我吐你一口水,就目前戰局而言是張教授略勝一籌。


1. cell reserch是個不錯的雜誌,是中科院生化所辦的雜誌。中國人不是大牛很難發CNS。但是不排除再牛的雜誌也有錯誤。另外我沒找到文中提到的幾篇文章的原文。PS,我覺得文章的一個硬傷是沒找到這些小RNA的功能。

2. RNA可以影響基因表達。有一種技術叫做RNA干擾,可以通過小RNA誘導基因沉默。現在研究得比較清楚的小RNA主要有兩類,siRNA和microRNA。

3. 22個核苷酸可以確定RNA來源的說法可信。

4. 我對microRNA的降解不了解,下面是猜測:pre-microRNA是有二級結構的,而且可能有蛋白結合,應該是由特殊的酶來降解。可能動物和植物的基因組差異比較大,動物體內沒有專門針對植物的microRNA的酶,所以才能檢測到小鼠血液中植物的microRNA,而檢測不到動物的。

總體來講,我覺得可信性還是挺高的。


這個我不懂啦。於是問了問老闆,他說這是完全有可能的。最近發現人體消化道里的細菌,有的就可以通過 microRNA 和人體細胞發生交互,也算是一種共生關係的機制吧。植物和人的關係應該比這松的多,但如果有,不是什麼意外。


關於這個問題我不是很了解,只說一個類似的問題,就是弓形蟲。弓形蟲是寄生在老鼠體內的,它會分泌某種物質讓老鼠去尋找貓,以使老鼠被貓吃掉,原因是弓形蟲卵只能在動物糞便中成長。後面的事情就不是這個問題的主題了。我想說的是,動物可以產生激素,理論上植物應該也可以。再比如我們中醫說的食療就是最明顯的理論應用,菊花去火,應該就是影響生理吧。


是2011年9月20號發表在 the Scientist 上的,內容

http://the-scientist.com/2011/09/20/plant-rnas-found-in-mammals/

原文是發在cell research上的。

雖然是學習生物學的,但是科學是發展的,今天的結論說不定幾年後被推翻也是常有的事,科學本來就是不確定的。


俺不是學生化專業的,對於基因的認識止於高中生物課的水平,但是俺覺得這個問題可以用高中生物所學的知識來判斷和回答,俺也期待更專業的答案。

如果沒有逆轉錄酶,RNA不可能改寫DNA的信息,談不上調控基因。正常的細胞都沒有逆轉錄酶,否則DNA就會被改得亂七八糟,同時具有RNA和逆轉錄酶的東西叫做病毒。

以下來自維基百科

逆轉錄酶是一類存在於部分RNA病毒中具有逆轉錄活性、能以單鏈RNA為模板合成DNA的酶。由逆轉錄酶催化逆轉錄合成的DNA稱為互補DNA(cDNA)。

通常情況下,細胞內的轉錄是以DNA為模板合成RNA的,所得RNA為信使RNA(mRNA)供蛋白質合成作模板用。而在部分RNA病毒中,要實現自身的擴增,必須具有DNA,因此先由RNA逆轉錄合成cDNA再由cDNA轉錄出RNA。

逆轉錄酶可用於RT-PCR,將RNA轉變為DNA後擴增,以獲得RNA的序列。

補充一下,下面這篇值得看看

科學網—植物小RNA進入人體血液,驚世發現還是南柯一夢?


microRNA的跨界調控是不是具有普遍性不知道,對此我仍然持保留態度;但關於microRNA的跨界行為,我們group倒是很意外地在另一種植物與小鼠之間重複了出來,目前還在整理結果寫文章中。

文章見刊就取匿=v=


你就是你的食物


這個問題我記得科學松鼠會有很詳細的解釋,樓主可前往查閱


一方水土養一方人有了一個比較合理的解釋。


建議看看原文,媒體只是轉述,在很多方面會有表達錯誤或者不到位的地方。好吧其實我是來給院長點贊的!

ヽ( ̄д ̄;)ノ=3=3=3


有那麼容易影響 人類豈不要進化成「色彩斑斕」了


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