Cùng với calo và chất dinh dưỡng, thức ăn mang theo bản thiết kế di truyền định hình bạn là ai. Maskot qua Getty Images

Mọi người thường nghĩ về thực phẩm như calo, năng lượng và dinh dưỡng. Tuy nhiên, bằng chứng mới nhất cho thấy rằng thực phẩm cũng “nói chuyện” với bộ gen của chúng ta, đó là bản thiết kế di truyền hướng cách thức hoạt động của cơ thể xuống cấp độ tế bào.

Sự giao tiếp giữa thức ăn và gen này có thể ảnh hưởng đến sức khỏe, sinh lý và tuổi thọ. Ý tưởng rằng thực phẩm mang lại những thông điệp quan trọng cho bộ gen của động vật là trọng tâm của một lĩnh vực được gọi là dinh dưỡng. Đây là một ngành học vẫn còn sơ khai, và nhiều câu hỏi vẫn được che giấu trong bí ẩn. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu của chúng tôi đã học được rất nhiều về cách các thành phần thực phẩm ảnh hưởng đến bộ gen.

tôi là nhà sinh học phân tử ai nghiên cứu các tương tác trong số thức ăn, gen và não trong nỗ lực để hiểu rõ hơn về cách các thông điệp thực phẩm ảnh hưởng đến sinh học của chúng ta. Những nỗ lực của các nhà khoa học để giải mã sự truyền tải thông tin này một ngày nào đó có thể mang lại cuộc sống khỏe mạnh và hạnh phúc hơn cho tất cả chúng ta. Nhưng cho đến lúc đó, các nhà khoa học dinh dưỡng đã tiết lộ ít nhất một sự thật quan trọng: Mối quan hệ của chúng ta với thực phẩm mật thiết hơn nhiều so với những gì chúng ta từng tưởng tượng.

Sự tương tác của thức ăn và gen

Nếu ý tưởng rằng thực phẩm có thể thúc đẩy các quá trình sinh học bằng cách tương tác với bộ gen nghe có vẻ đáng kinh ngạc, thì người ta không cần tìm đâu xa hơn một tổ ong để tìm ra một ví dụ hoàn hảo và đã được chứng minh về cách điều này xảy ra. Ong thợ lao động không ngừng nghỉ, vô trùng và chỉ sống được vài tuần. Con ong chúa, ngồi sâu bên trong tổ ong, có tuổi thọ kéo dài hàng năm và khả năng sinh sản mạnh đến mức nó sinh ra cả một đàn.

Chưa hết, ong thợ và ong chúa là những sinh vật giống hệt nhau về mặt di truyền. Chúng trở thành hai dạng sống khác nhau vì thức ăn họ ăn. Ong chúa ăn sữa ong chúa; ong thợ ăn mật hoa và phấn hoa. Cả hai loại thực phẩm đều cung cấp năng lượng, nhưng sữa ong chúa có một tính năng bổ sung: các chất dinh dưỡng của nó có thể mở khóa các hướng dẫn di truyền để tạo ra giải phẫu và sinh lý của ong chúa.

Vậy thực phẩm được chuyển thành các chỉ dẫn sinh học như thế nào? Nhớ lấy thực phẩm bao gồm các chất dinh dưỡng đa lượng. Chúng bao gồm carbohydrate - hoặc đường - protein và chất béo. Thức ăn còn chứa các vi chất dinh dưỡng như vitamin và khoáng chất. Các hợp chất này và các sản phẩm phân hủy của chúng có thể kích hoạt các công tắc di truyền nằm trong bộ gen. Lĩnh vực dinh dưỡng học nhằm mục đích giải mã cách các loại thực phẩm khác nhau truyền những thông điệp khác nhau - và quan trọng - đến các tế bào của chúng ta. Peter Dazeley / Ngân hàng hình ảnh qua Getty Images

Giống như các công tắc điều khiển cường độ ánh sáng trong ngôi nhà của bạn, công tắc di truyền xác định lượng sản phẩm gen nhất định được tạo ra. Ví dụ, sữa ong chúa chứa các hợp chất kích hoạt bộ điều khiển di truyền để hình thành các cơ quan của ong chúa và duy trì khả năng sinh sản của nó. Ở người và chuột, các sản phẩm phụ của axit amin methionine, có nhiều trong thịt và cá, được biết là có ảnh hưởng đến mặt số di truyền quan trọng cho sự phát triển và phân chia tế bào. Và vitamin C đóng một vai trò trong việc giữ cho chúng ta khỏe mạnh bằng cách bảo vệ bộ gen khỏi bị oxy hóa; nó cũng thúc đẩy chức năng của các con đường tế bào có thể sửa chữa bộ gen nếu nó bị hư hỏng.

Tùy thuộc vào loại thông tin dinh dưỡng, các biện pháp kiểm soát di truyền được kích hoạt và tế bào tiếp nhận chúng, các thông điệp trong thực phẩm có thể ảnh hưởng sức khỏe, nguy cơ bệnh tật và thậm chí cả tuổi thọ. Nhưng điều quan trọng cần lưu ý là cho đến nay, hầu hết các nghiên cứu này đều được thực hiện trên các mô hình động vật, như ong.

Điều thú vị là khả năng thay đổi dòng thông tin di truyền của các chất dinh dưỡng có thể kéo dài qua nhiều thế hệ. Các nghiên cứu cho thấy rằng ở người và động vật, chế độ ăn uống của ông bà ảnh hưởng đến hoạt động của các công tắc di truyền và nguy cơ mắc bệnh và tử vong của cháu.

Nhân quả

Một khía cạnh thú vị khi coi thức ăn như một dạng thông tin sinh học là nó mang lại ý nghĩa mới cho ý tưởng về chuỗi thức ăn. Thật vậy, nếu cơ thể chúng ta bị ảnh hưởng bởi những gì chúng ta đã ăn - ở cấp độ phân tử - thì những gì chúng ta tiêu thụ “đã ăn” cũng có thể ảnh hưởng đến bộ gen của chúng ta. Ví dụ, so với sữa của bò ăn cỏ, sữa từ bò ăn ngũ cốc có số lượng và loại khác nhau axit béo và vitamin C và A . Vì vậy, khi con người uống các loại sữa khác nhau, các tế bào của họ cũng nhận được các thông điệp dinh dưỡng khác nhau.

Tương tự, chế độ ăn của người mẹ thay đổi hàm lượng axit béo cũng như các vitamin như B-6, B-12 và folate có trong sữa mẹ. Điều này có thể làm thay đổi loại thông điệp dinh dưỡng đến các công tắc di truyền của chính em bé, mặc dù điều này có ảnh hưởng đến sự phát triển của trẻ hay không, hiện tại vẫn chưa được biết. Thông tin thực phẩm có nguồn gốc từ động vật - chẳng hạn như sữa bò - được chuyển đến người uống sữa. Nguồn hình ảnh / DigitalVision qua Getty Images

Và, có thể chúng ta không biết, chúng ta cũng là một phần của chuỗi thức ăn này. Thực phẩm chúng ta ăn không chỉ nhờ vào các công tắc di truyền trong tế bào của chúng tôi, mà còn với các công tắc di truyền của các vi sinh vật sống trong ruột, da và niêm mạc của chúng ta. Một ví dụ nổi bật: Ở chuột, sự phân hủy axit béo chuỗi ngắn bởi vi khuẩn đường ruột thay đổi mức serotonin, một chất truyền tin hóa học trong não điều chỉnh tâm trạng, lo lắng và trầm cảm, trong số các quá trình khác.

Phụ gia thực phẩm và bao bì

Các thành phần bổ sung trong thực phẩm cũng có thể làm thay đổi dòng thông tin di truyền bên trong tế bào. Bánh mì và ngũ cốc được làm giàu với folate để ngăn ngừa dị tật bẩm sinh do thiếu hụt chất dinh dưỡng này. Nhưng một số nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng lượng folate cao trong trường hợp không có các vi chất dinh dưỡng tự nhiên khác chẳng hạn như vitamin B-12 có thể góp phần làm tăng tỷ lệ mắc bệnh ung thư ruột kết ở các nước phương Tây, có thể bằng cách ảnh hưởng đến con đường di truyền kiểm soát sự tăng trưởng.

Điều này cũng có thể đúng với các hóa chất có trong bao bì thực phẩm. Bisphenol A, hoặc BPA, một hợp chất được tìm thấy trong nhựa, bật quay số di truyền ở động vật có vú quan trọng đối với sự phát triển, tăng trưởng và khả năng sinh sản. Ví dụ, một số nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng, ở cả người và mô hình động vật, BPA ảnh hưởng đến độ tuổi phân hóa giới tính và giảm khả năng sinh sản bằng cách làm cho các công tắc di truyền dễ bị bật hơn.

Tất cả những ví dụ này chỉ ra khả năng rằng thông tin di truyền trong thực phẩm có thể phát sinh không chỉ từ thành phần phân tử của nó - các axit amin, vitamin và những thứ tương tự - mà còn từ các chính sách nông nghiệp, môi trường và kinh tế của một quốc gia, hoặc do thiếu họ.

Các nhà khoa học chỉ mới bắt đầu giải mã những thông điệp thực phẩm di truyền này và vai trò của chúng đối với sức khỏe và bệnh tật. Các nhà nghiên cứu vẫn chưa biết chính xác cách các chất dinh dưỡng hoạt động trên các công tắc di truyền, quy tắc giao tiếp của chúng là gì và chế độ ăn của các thế hệ trước ảnh hưởng như thế nào đến thế hệ con cháu của họ. Nhiều nghiên cứu trong số này cho đến nay chỉ được thực hiện trên các mô hình động vật và vẫn còn nhiều điều cần được nghiên cứu về những tương tác giữa thức ăn và gen có ý nghĩa như thế nào đối với con người.

Tuy nhiên, điều rõ ràng là việc làm sáng tỏ những bí ẩn của dinh dưỡng học có khả năng trao quyền cho cả xã hội và thế hệ hiện tại và tương lai.

Giới thiệu về Tác giả

Monica Dus, Trợ lý Giáo sư về Sinh học Phân tử, Tế bào và Phát triển, Đại học Y Michigan

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan:

Muối, chất béo, axit, nhiệt: Nắm vững các yếu tố của nấu ăn ngon

bởi Samin Nosrat và Wendy MacNaughton

Cuốn sách này cung cấp một hướng dẫn toàn diện về nấu ăn, tập trung vào bốn yếu tố muối, chất béo, axit và nhiệt, đồng thời cung cấp những hiểu biết sâu sắc và kỹ thuật để tạo ra những bữa ăn ngon và cân bằng.

Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng

The Skinnytaste Cookbook: Ít calo, nhiều hương vị

của Gina Homolka

Cuốn sách nấu ăn này cung cấp tuyển tập các công thức nấu ăn ngon và tốt cho sức khỏe, tập trung vào các nguyên liệu tươi ngon và hương vị đậm đà.

Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng

Sửa chữa thực phẩm: Cách cứu lấy sức khỏe, nền kinh tế, cộng đồng và hành tinh của chúng ta--Mỗi lần cắn một miếng

bởi Tiến sĩ Mark Hyman

Cuốn sách này khám phá mối liên hệ giữa thực phẩm, sức khỏe và môi trường, đưa ra những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để tạo ra một hệ thống thực phẩm lành mạnh và bền vững hơn.

Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng

Sách dạy nấu ăn của Barefoot Contessa: Bí mật từ Cửa hàng Thực phẩm Đặc sản East Hampton để Giải trí Đơn giản

bởi Ina Garten

Cuốn sách nấu ăn này cung cấp một bộ sưu tập các công thức nấu ăn cổ điển và thanh lịch từ Barefoot Contessa được yêu thích, tập trung vào các nguyên liệu tươi và cách chuẩn bị đơn giản.

Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng

Cách nấu mọi thứ: Khái niệm cơ bản

bởi Mark Bitman

Cuốn sách nấu ăn này cung cấp một hướng dẫn toàn diện về nấu ăn cơ bản, bao gồm mọi thứ từ kỹ năng dùng dao đến các kỹ thuật cơ bản và cung cấp tuyển tập các công thức nấu ăn đơn giản và ngon miệng.

Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng