นอกจากแคลอรี่และสารอาหารแล้ว อาหารยังมีพิมพ์เขียวทางพันธุกรรมที่บ่งบอกตัวตนของคุณ Maskot ผ่าน Getty Images

ผู้คนมักคิดว่าอาหารเป็นแคลอรี พลังงาน และการยังชีพ อย่างไรก็ตาม หลักฐานล่าสุดชี้ให้เห็นว่าอาหารยัง "พูด" กับจีโนมของเราด้วย ซึ่งเป็นพิมพ์เขียวทางพันธุกรรมที่ชี้นำวิธีที่ร่างกายทำงานจนถึงระดับเซลล์

การสื่อสารระหว่างอาหารและยีนนี้อาจส่งผลต่อ .ของคุณ สุขภาพ สรีรวิทยา และอายุยืน. แนวคิดที่ว่าอาหารส่งข้อความสำคัญไปยังจีโนมของสัตว์คือจุดสนใจของสาขาที่เรียกว่า โภชนาการ. นี่เป็นระเบียบวินัยที่ยังอยู่ในวัยทารก และคำถามมากมายยังคงปิดบังไว้อย่างลึกลับ แต่แล้ว เรานักวิจัยได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับวิธีการ ส่วนประกอบอาหารส่งผลต่อจีโนม.

I am นักชีววิทยาโมเลกุล ใคร วิจัยปฏิสัมพันธ์ ท่ามกลางอาหาร, ยีน และ สมอง เพื่อพยายามทำความเข้าใจว่าข้อความอาหารส่งผลต่อชีววิทยาของเราอย่างไร ความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ในการถอดรหัสการส่งข้อมูลนี้อาจส่งผลให้พวกเราทุกคนมีชีวิตที่มีสุขภาพดีขึ้นและมีความสุขมากขึ้น แต่จนถึงตอนนี้ สารอาหารทางโภชนาการได้เปิดเผยข้อเท็จจริงที่สำคัญอย่างน้อยหนึ่งประการ: ความสัมพันธ์ของเรากับอาหารมีความใกล้ชิดมากกว่าที่เราเคยจินตนาการไว้

ปฏิสัมพันธ์ของอาหารและยีน

หากความคิดที่ว่าอาหารสามารถขับเคลื่อนกระบวนการทางชีววิทยาโดยการมีปฏิสัมพันธ์กับจีโนมนั้นฟังดูน่าประหลาดใจ เราไม่จำเป็นต้องมองไปไกลกว่ารังผึ้งเพื่อหาตัวอย่างที่พิสูจน์แล้วและสมบูรณ์แบบว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร ผึ้งงานทำงานไม่หยุด เป็นหมันและมีชีวิตอยู่เพียงไม่กี่สัปดาห์ นางพญาผึ้งซึ่งนั่งอยู่ลึกเข้าไปในรังมีช่วงชีวิตที่กินเวลานานหลายปีและมีความดกของไข่มากจนให้กำเนิดทั้งอาณานิคม

ถึงกระนั้น ผึ้งงานและนางพญาผึ้งก็เป็นสิ่งมีชีวิตที่เหมือนกันทางพันธุกรรม พวกเขากลายเป็นสองรูปแบบชีวิตที่แตกต่างกันเพราะ อาหารที่พวกเขากิน. นางพญาผึ้งเลี้ยงฉลอง นมผึ้ง; ผึ้งงานกินน้ำหวานและเกสรดอกไม้ อาหารทั้งสองชนิดให้พลังงาน แต่นมผึ้งมีคุณสมบัติพิเศษ: สารอาหารสามารถปลดล็อกคำสั่งทางพันธุกรรม เพื่อสร้างกายวิภาคและสรีรวิทยาของนางพญาผึ้ง

แล้วอาหารถูกแปลเป็นคำสั่งทางชีววิทยาอย่างไร? จำไว้ อาหารประกอบด้วยธาตุอาหารหลัก. ซึ่งรวมถึงคาร์โบไฮเดรตหรือน้ำตาลโปรตีนและไขมัน อาหารยังมีสารอาหารรองเช่นวิตามินและแร่ธาตุ สารประกอบเหล่านี้และผลิตภัณฑ์จากการสลายสามารถกระตุ้นได้ สวิตช์ทางพันธุกรรมที่อยู่ในจีโนม. สาขาโภชนาการอาหารมีจุดมุ่งหมายเพื่อถอดรหัสว่าอาหารประเภทต่างๆ ส่งข้อความที่แตกต่างกันอย่างไรและมีความสำคัญไปยังเซลล์ของเรา Peter Dazeley / The Image Bank ผ่านทาง Getty Images

เช่นเดียวกับสวิตช์ที่ควบคุมความเข้มของแสงในบ้านของคุณ สวิตช์ทางพันธุกรรมจะกำหนดจำนวนผลิตภัณฑ์ยีนที่ผลิตออกมา ตัวอย่างเช่น รอยัลเยลลีมีสารประกอบที่ เปิดใช้งานตัวควบคุมทางพันธุกรรม เพื่อสร้างอวัยวะของราชินีและรักษาความสามารถในการสืบพันธุ์ของเธอ ในมนุษย์และหนูทดลอง ผลพลอยได้ของกรดอะมิโนเมไทโอนีนซึ่งมีมากในเนื้อสัตว์และปลา เป็นที่ทราบกันดีว่ามีอิทธิพลต่อสายพันธุกรรมที่ สำคัญต่อการเจริญเติบโตและการแบ่งตัวของเซลล์. และวิตามินซีก็มีบทบาทในการทำให้เรามีสุขภาพดีโดย ปกป้องจีโนมจากความเสียหายจากออกซิเดชัน; นอกจากนี้ยังส่งเสริมการทำงานของวิถีของเซลล์ที่สามารถซ่อมแซมจีโนมได้หากได้รับความเสียหาย

ขึ้นอยู่กับประเภทของข้อมูลทางโภชนาการ การควบคุมทางพันธุกรรมที่เปิดใช้งานและเซลล์ที่ได้รับ ข้อความในอาหารสามารถมีอิทธิพล สุขภาพ ความเสี่ยงต่อโรค และอายุขัย. แต่สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือจนถึงปัจจุบัน การศึกษาเหล่านี้ส่วนใหญ่ได้ดำเนินการในรูปแบบสัตว์ เช่น ผึ้ง

ที่น่าสนใจคือความสามารถของสารอาหารในการเปลี่ยนแปลงการไหลของข้อมูลทางพันธุกรรมสามารถขยายไปถึงรุ่นต่างๆ จากการศึกษาพบว่าในคนและสัตว์ อาหารของปู่ย่าตายาย มีอิทธิพลต่อกิจกรรมของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมและความเสี่ยงต่อโรคและการเสียชีวิตของหลาน

เหตุและผล

แง่มุมหนึ่งที่น่าสนใจของการคิดว่าอาหารเป็นข้อมูลทางชีววิทยาประเภทหนึ่งก็คือการให้ความหมายใหม่แก่แนวคิดเรื่องห่วงโซ่อาหาร แท้จริงแล้ว หากร่างกายของเราได้รับอิทธิพลจากสิ่งที่เรากินเข้าไป – จนถึงระดับโมเลกุล – แล้วสิ่งที่เรากินเข้าไป “กิน” ก็อาจส่งผลต่อจีโนมของเราได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อเทียบกับนมจากโคที่เลี้ยงด้วยหญ้า นมจากโคที่เลี้ยงด้วยเมล็ดพืชมีปริมาณและประเภทที่แตกต่างกัน กรดไขมันและวิตามิน C และ A . ดังนั้นเมื่อมนุษย์ดื่มนมประเภทต่างๆ เหล่านี้ เซลล์ของพวกมันก็ได้รับข้อความทางโภชนาการที่แตกต่างกันด้วย

ในทำนองเดียวกัน อาหารของมารดาที่เป็นมนุษย์จะเปลี่ยนระดับของกรดไขมันตลอดจนวิตามิน เช่น บี-6 บี-12 และโฟเลตที่พบในน้ำนมแม่ สิ่งนี้สามารถเปลี่ยนแปลงประเภทของข้อความทางโภชนาการที่ไปถึงการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของทารกเอง แม้ว่าสิ่งนี้จะส่งผลต่อพัฒนาการของเด็กหรือไม่ก็ตามในขณะนี้ยังไม่ทราบ ข้อมูลอาหารที่ได้จากสัตว์ เช่น นมวัว จะถูกส่งไปยังผู้ที่ดื่มนม ที่มาของรูปภาพ / DigitalVision ผ่าน Getty Images

และเราเองก็เป็นส่วนหนึ่งของห่วงโซ่อาหารนี้โดยที่เราไม่รู้ตัว อาหารที่เรากินไม่ได้แค่เปลี่ยนพันธุกรรมในเซลล์ของเราเท่านั้น แต่ยังรวมถึงของ .ด้วย จุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในลำไส้ ผิวหนัง และเยื่อเมือกของเรา. ตัวอย่างที่โดดเด่นอย่างหนึ่ง: ในหนูทดลอง การสลายกรดไขมันสายสั้นโดยแบคทีเรียในลำไส้ เปลี่ยนระดับของเซโรโทนินซึ่งเป็นสารเคมีในสมองที่ควบคุมอารมณ์ ความวิตกกังวล และภาวะซึมเศร้า รวมถึงกระบวนการอื่นๆ

วัตถุเจือปนอาหารและบรรจุภัณฑ์

ส่วนผสมที่เพิ่มเข้ามาในอาหารยังสามารถเปลี่ยนแปลงการไหลของข้อมูลทางพันธุกรรมภายในเซลล์ ขนมปังและซีเรียล อุดมด้วยโฟเลต เพื่อป้องกันความพิการแต่กำเนิดที่เกิดจากการขาดสารอาหารนี้ แต่นักวิทยาศาสตร์บางคนตั้งสมมติฐานว่าโฟเลตในระดับสูง ในกรณีที่ไม่มีสารอาหารรองอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่น วิตามิน B-12 อาจมีส่วนทำให้อัตราการเกิดมะเร็งลำไส้ใหญ่สูงขึ้นในประเทศตะวันตก ซึ่งอาจส่งผลต่อ เส้นทางทางพันธุกรรมที่ควบคุมการเจริญเติบโต.

สิ่งนี้อาจเป็นจริงกับสารเคมีที่พบในบรรจุภัณฑ์อาหาร Bisphenol A หรือ BPA ซึ่งเป็นสารประกอบที่พบในพลาสติก เปิดสายพันธุกรรม ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีความสำคัญต่อการพัฒนา การเจริญเติบโตและความอุดมสมบูรณ์. ตัวอย่างเช่น นักวิจัยบางคนสงสัยว่า ทั้งในรูปแบบมนุษย์และสัตว์, BPA มีอิทธิพลต่ออายุของความแตกต่างทางเพศและลดภาวะเจริญพันธุ์โดยทำให้สวิตช์ทางพันธุกรรมมีแนวโน้มที่จะเปิดขึ้น

ตัวอย่างทั้งหมดเหล่านี้ชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ที่ข้อมูลทางพันธุกรรมในอาหารอาจเกิดขึ้นไม่เพียงแค่จากองค์ประกอบโมเลกุลของมัน – กรดอะมิโน วิตามิน และอื่นๆ – แต่ยังมาจากนโยบายการเกษตร สิ่งแวดล้อม และเศรษฐกิจของประเทศ หรือการขาด พวกเขา.

นักวิทยาศาสตร์เพิ่งเริ่มถอดรหัสข้อความเกี่ยวกับอาหารทางพันธุกรรมเหล่านี้และบทบาทในด้านสุขภาพและโรคภัยไข้เจ็บ นักวิจัยเรายังไม่ทราบแน่ชัดว่าสารอาหารมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมอย่างไร กฎการสื่อสารของพวกมันคืออะไร และอาหารของคนรุ่นก่อนมีอิทธิพลต่อลูกหลานอย่างไร การศึกษาเหล่านี้จำนวนมากได้ทำขึ้นเฉพาะในแบบจำลองของสัตว์เท่านั้น และยังต้องศึกษาอีกมากว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างอาหารและยีนมีความหมายต่อมนุษย์อย่างไร

สิ่งที่ชัดเจนก็คือการไขความลึกลับของโภชนพันธุศาสตร์มีแนวโน้มที่จะช่วยให้ทั้งสังคมในปัจจุบันและอนาคตและรุ่นต่อไป

เกี่ยวกับผู้เขียน

โมนิก้า ดุส, ผู้ช่วยศาสตราจารย์วิชาอณูชีววิทยา, เซลล์ และชีววิทยาพัฒนาการ, โรงเรียนแพทย์มหาวิทยาลัยมิชิแกน

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง:

เกลือ ไขมัน กรด ความร้อน: การเรียนรู้องค์ประกอบของการทำอาหารที่ดี

โดย Samin Nosrat และ Wendy MacNaughton

หนังสือเล่มนี้นำเสนอแนวทางการทำอาหารอย่างครอบคลุม โดยเน้นที่องค์ประกอบทั้งสี่ ได้แก่ เกลือ ไขมัน กรด และความร้อน พร้อมนำเสนอข้อมูลเชิงลึกและเทคนิคในการสร้างสรรค์อาหารที่อร่อยและสมดุล

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

ตำราอาหาร Skinnytaste: ให้แสงสว่างกับแคลอรี่ แต่ให้รสชาติที่เข้มข้น

โดย Gina Homolka

ตำราอาหารเล่มนี้รวบรวมสูตรอาหารเพื่อสุขภาพและอร่อย โดยเน้นที่วัตถุดิบสดใหม่และรสชาติจัดจ้าน

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

Food Fix: วิธีรักษาสุขภาพของเรา เศรษฐกิจของเรา ชุมชนของเรา และโลกของเรา - ทีละคำ

โดย ดร.มาร์ค ไฮแมน

หนังสือเล่มนี้สำรวจความเชื่อมโยงระหว่างอาหาร สุขภาพ และสิ่งแวดล้อม นำเสนอข้อมูลเชิงลึกและกลยุทธ์ในการสร้างระบบอาหารที่ดีต่อสุขภาพและยั่งยืนมากขึ้น

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

ตำราอาหาร Barefoot Contessa: เคล็ดลับจากร้านขายอาหารพิเศษ East Hampton เพื่อความบันเทิงง่ายๆ

โดย Ina Garten

ตำราอาหารเล่มนี้รวบรวมสูตรอาหารคลาสสิกและหรูหราจาก Barefoot Contessa อันเป็นที่รัก โดยเน้นที่วัตถุดิบสดใหม่และการเตรียมแบบง่ายๆ

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

วิธีทำอาหารทุกอย่าง: พื้นฐาน

โดย มาร์ค บิทแมน

ตำราอาหารเล่มนี้มีคำแนะนำที่ครอบคลุมเกี่ยวกับพื้นฐานการทำอาหาร ครอบคลุมทุกอย่างตั้งแต่ทักษะการใช้มีดไปจนถึงเทคนิคพื้นฐาน และรวบรวมสูตรอาหารที่เรียบง่ายและอร่อย

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ