来自:生物探索
消化系统到底有多强?
食物中所含有的两种生物大分子——蛋白质和核酸,是构建生命信息的核心物质。其分子量超大,结构异常复杂。不同物种间几乎不存在通用性。
结构复杂的蛋白质进入肠道后被胰蛋白酶分解为各种小分子氨基酸,透过小肠绒毛被吸收进小静脉,经血液系统运输至全身各处生长旺盛的组织进行重组,重新合成组织蛋白及各种酶类。小肠绒毛壁为一层薄壁细胞,仅允许小分子可溶性物质通过。
分子量很大的核酸物质,在肠道中将在酶的作用下分解成小分子核苷酸、核苷,而被吸收进细胞中,在细胞中进一步被分解成更小的分子碱基(包括嘧啶和嘌呤两类)。碱基或者被自身再次利用合成核苷酸(联起来就成了核酸),或者参与其他代谢途径,或者降解排出体外。
核酸是什么?
核酸是一类生物大分子,分为核糖核酸(简称RNA)和脱氧核糖核酸(简称DNA)两种,是携带遗传信息的遗传物质。
核酸对人体生理功能的重要性,主要是通过它所携带的遗传信息而体现出来的。每个人的遗传信息都是独特的,必须被忠实地复制、表达。如果让外来的核酸参与进去,人体的遗传信息就会混乱。细胞膜在正常状态下不能吸收生物大分子,这是细胞的一种自我保护措施。如果生物大分子进入了细胞,细胞机能将会紊乱乃至死亡。病毒感染的机理就是突破了细胞膜,把核酸注入了细胞中,使正常细胞生理功能紊乱,人体得病。
科普书不是什么都写的
义务教育以及高级生物化学书上对核酸进入人消化道后的描述都是以分解成核苷酸、核苷、磷酸基团、碱基等小分子被吸收进身体进行重组为结束。但是,真的仅此而已吗?当然不会。正在进行当中的研究进展是没有写进教科书的。对于食物中核酸能否直接进入人体,已经有科学家进行了证明。
2011年8月发表在国际期刊杂志《Cell Research》(IF=8.2)上的一篇研究文章就对上述问题做出了详尽的试验证明。该文作者为南京大学生命科学学院院长张辰宇教授。文章证实了“稻米的microRNA参与了人类基因调控”。
DNA被称为人类的“生命天书”,其中存储了足量的遗传信息;而RNA作为遗传讯息的载体,负责将“生命天书”的内容翻译出来,合成蛋白质后行使各项生理功能。
在RNA家族里,微小RNA不仅“个子小”,而且发现得晚。1993年,科学家才在线虫体内首次发现了微小RNA。2002年,植物的微小RNA被找到。它是长度介于19~24个核苷酸的非编码RNA,主要作用是通过调控身体里的蛋白质表达来调节身体机能。
长久以来,科学家们一直认为微小RNA都是“自产自用”。张辰宇课题组发现,稻米中有一种含量丰富的编号为168a的植物微小RNA(MIR168a),在中国人的血清里竟然也大量存在。“植物的微小RNA和动物(包括人)的基因组序列没有100%一样的,因此可以确定MIR168a来源于稻米,通过吃的方式进入人体。”
同时,他们还发现MIR168a除了可稳定地存在于动物和人的血清中外,还能和肝脏中一个基因的mRNA结合,抑制该基因在肝脏的表达,使血液中的胆固醇――低密度脂蛋白难以被清除。
动植物间的跨界基因交流
一直以来,人们普遍认为,食物中的任何核糖核酸,都会在人体的消化系统中被完全降解掉,所以任何外源性的核糖核酸都不可能完整存在于动物和人的血液及组织器官中,更不可能发挥调控作用。然而,张辰宇等人的发现证实,植物里的微小RNA,有一部分可以不被人的肠胃降解掉,并起到调控人体生理机能的作用。
从生物学意义上讲,他们的这个发现对于理解动植物间的跨“界”调控及共进化的意义更大一些。举一个例子:某种动物在一个特定地区,几代、几十代吃着同一种草,草内的微小RNA有可能就会变成动物体内的内源性微小RNA。一旦动物离开这片草地,几代后,体内的这种微小RNA就会被降解或排泄掉,动物就会因为这种微小RNA的缺失而产生疾病,或因为这种缺失使某种基因变好。“这说明植物不只是面临着被吃掉的命运,同样也可以影响、调控动物和人类。”
反过来,植物能不能利用动物的微小核糖核酸?
张辰宇还有另外一个实验:把牛奶浇到一盆植物的根部,四五个小时后,叶尖部发现了动物的微小RNA。
转基因作物推上风口浪尖
既然传统观念中核酸不能被人体吸收的结论出现松动,那么转基因食物中的“新插入基因”对人体是否有负面影响就不得而知了。因此不能一概而论的认为转基因食品对身体有害,也不能坚定的说转基因食品对身体毫无负面影响。对于转基因食物对身体有害的研究目前仍缺乏有效证据,因为几乎没有科学家在从事这项几乎看不到利益的长期需要人体参与的试验,而且有悖伦理。而一种食物对身体的影响往往不会一朝一夕就能发现,可能会五年也可能是五十年。
转基因从整体上来讲是一种科技进步,可以塑造出一些综合多种优点的生命体。但是说到食物,这个还是需要谨慎对待。
“我个人认为,政府应该特别慎重批准转基因植物商业化。科学家不能完全预知对生物进行转基因改造有可能导致何种突变,而对环境和人造成危害。虽然实验非常成熟,但其对人类可能造成的影响,或许要在未来几代人后才显现。”水稻专家袁隆平说。
国家环境保护部生物多样性研究首席专家薛达元表示,由于水稻是主粮,世界各国都比较慎重,“转基因的大豆、玉米、棉花有商业化种植的,但是转基因水稻,还没有哪个国家进行商业化种植。”
民以食为天。入口的东西需要格外谨慎。传统观念认为吃下去的蛋白质、核酸都能被彻底分解而对身体无害,然而新的研究正在质疑这一论断。对于科学来讲,“不知道”永远不代表“不存在”。真相的到来只是时间问题。