Kan mikro-RNA i växter reglera våra gener?

Mikro-RNA är små RNA-molekyler som reglerar genuttrycket inom både växt- och djurriket. En proteinkodande gen är en ritning för hur ett protein ska se ut. Med genen som mall produceras först ett mRNA som tar sig ut ur cellkärnan till omgivande cytoplasma. Där läses mRNA:t av och översätts till ett protein. När ett mikro-RNA binder till ett mRNA hämmas proteinproduktionen.

År 2012 publicerades en artikel som väckte stor uppmärksamhet i forskarvärlden. I artikeln rapporterade kinesiska forskare att de funnit att en viss sorts mikro-RNA (miR168a) under laboratorieförhållanden kunde stänga av produktionen av ett protein som produceras i leverceller. Proteinet ifråga har till uppgift att reglera halten av ett annat protein som förkortas LDL. LDL brukar, trots att det är livsnödvändigt, ibland kallas ”det onda kolesterolet”.

När möss matades med ris sjönk halten av det reglerande proteinet i blodet samtidigt som halten av LDL i blodplasman och halten av mikro-RNA i levern ökade. Det indikerade enligt forskarna att mikro-RNA från växter kan reglera gener i djur.

Anledningen till att artikeln blev så uppmärksammad var att det vore något av ett paradigmskifte om det efter upprepade försök skulle visa sig stämma. Det skulle i förlängningen innebära att allt vi äter direkt påverkar regleringen av våra gener. Det var så pass häpnadsväckande att den högt rankade tidskriften Science tackade nej till att publicera artikeln. Man menade att även om resultaten var intressanta så var de alltför extraordinära och att det var för tidigt att dra några egentliga slutsatser. Idén om att mikro-RNA i djur och växter vi äter reglerar våra gener har till och med fått ett eget namn, The dietary xenomiR hypothesis (xeno=främling).

Även om artikeln handlade om mikro-RNA i omodifierat ris används studien i GMO-debatten som ett argument för att grödor som modifierats för att stänga av gener med hjälp av mikro-RNA är riskabla. Eftersom resultaten var så pass häpnadsväckande har andra forskare testat hypotesen. I en studie som publicerades under året utfodrades möss med foder som innehöll två olika halter av ris. Som kontroll användes foder utan växtmaterial.

Mikro-RNA i fodret och i hela riskorn sekvensbestämdes. Liksom de kinesiska forskarna fann dessa forskare att de mikro-RNA som betecknas miR168a respektive miR156a var de rikligast förekommande. Efter det att utfodringsförsöket slutförts sekvensbestämdes mikro-RNA:t i mössens levrar och blodplasma. Resultaten visar att vissa prover innehöll risliknande mikro-RNA. Dessa var dock färre än 10 av över 10 miljoner sekvenser och gällde oberoende av om mössen utfodrats med foder som innehöll ris eller inte.

Eftersom man identifierade så pass få risliknande mikro-RNA i mössens levrar och plasma och samma typ av mikro-RNA även detekterades i kontrollmössen konstaterar forskarna att det risliknande mikro-RNA som detekterades sannolikt beror på felläsning vid sekvensbestämningen eller kontaminering av proverna.

Som visades i den kinesiska studien ökade även i denna studie halten av LDL-protein bland de möss som fått foder som innehöll 75 procent okokt ris. De kinesiska forskarna förklarade detta med att mi168a från ris hämmat den gen som producerar det protein som reglerar halten av LDL i blodet. I den nya studien ökade halten av LDL-proteinet i mössen trots att forskarna inte kunde påvisa något direkt upptag av mikro-RNA. I prover från de möss som fick en mer balanserad diet (cirka 40 procent ris) kunde forskarna inte påvisa någon ökning av LDL-halten.

Enligt författarna till den nya studien är det troligt att de ökade halterna av LDL beror på fodret. Det är nämligen tidigare känt att halterna av kolesterol i blodet påverkas av sammansättningen av fodret. Den höga andelen ris gör att fodret innehåller lägre halter av fett och proteiner än standardfoder. Det skulle enligt forskarna bakom den nya studien kunna vara så att produktionen av LDL ökade, eftersom intaget av LDL via födan var så pass lågt.

I en annan studie som genomfördes av forskare från bland annat Department of Medicine i Boston testades xenomiR-hypotesen på människor, möss och honungsbin. Inte heller dessa forskare fann några bevis för att hypotesen stämmer.

De diskuterar även vad som fordras för att via födan komma upp i den mängd mikro-RNA som krävs för att genuttrycket ska kunna påverkas och presenterar ett tankeexperiment. Anta att en människokropp består av 10 biljoner celler. Tidigare studier har visat att det krävs åtminstone 100 kopior av ett visst mikro-RNA per cell i en människa för att det ska ha någon effekt på genuttrycket. Det innebär att man måste äta 1 670 kg cantaloupe-melon för att komma upp i en nivå av ett visst mikro-RNA (i detta fall mi156a) för att det teoretiskt skulle kunna påverka genuttrycket i kroppen. Beräkningen bygger på att alla mi156a-molekyler förblir intakta genom hela matsmältningskanalen och att alla molekyler tas upp via tarmarna och ut i blodet. Siffran blir i realiteten alltså avsevärt mycket högre än 1 670 kg.

En tredje studie från forskare vid John Hopkins-institutet i USA har testat hypotesen på makaker utan att finna några belägg för att mikro-RNA i fodret påverkade apornas genreglering.

Marie Nyman

Källor: Zhang et al, Cell Research 22:107 (2012); Dickinson et al, Nature Biotechnology 31:965 (2013); Mullokandov et al, Nature Methods 9:840 (2012); Brown et al, Nature Biotechnology 25:1457 (2007); Snow et al, RNA Biology 10:1107 (2013); Witwer et al, RNA Biology 10:1 (2013)

Protokoll

Från sammanträdet den 25 januari 2017.

Läs mer »