Valamikor a nyári punnyadás közepén keltett nagy feltűnést egy magyar kutatók által jegyzett cikk, amely nem kevesebbet állított, mint hogy az általunk fogyasztott növények DNS-e képes belekerülni a véráramba.
A hír önmagában is érdekes lett volna (hiszen azt implikálja, hogy nagyobb DNS szakaszok képesek épen átvészelni a bélrendszer enzimatikus aktivitását és felszívódni a véráramba), de valaki(k) ennyit nem érezhettek elégnek, ezért gyorsan meglovagolva az itthon divatos GMO-szkepticizmust, az eredményeket bemutató cikkekhez még hozzáfűzték, hogy lám, milyen veszélyes is lehet a génmódosított növény, hiszen a transzgén akár a vérünkbe is kerülhet.
Hogy ez utóbbi észrevétlen teljesen indokolatlan (és jobbára alaptalan) volt azt jól levezette Tátrai Péter az origón, de hogy a cikk alaptézisei nem vehetők per pillanat készpénznek, azt jól mutatja, hogy nem sokkal a megjelenés után feltűnt egy nagyon részletes komment, amiben egy michigani kutató, Richard Lusk írja le, hogy szerinte miért lehet akár az egész kutatás mérési hiba.
Az utóbbi napokban/hetekben alkalmam nyílt mind Luskkal, mind a magyar szerzők közül Spisák Sándorral és Csabai Istvánnal beszélgetnem/leveleznem (akik, BTW, nem értették miért és honnan vette a sajtó a GMO vonalat, mert szerintük (is) ez a dologban a kevésbé lényeges) és ez alapján álljon itt néhány gondolat a kísérletek technikai részéről.
A legfontosabb dolog, amit az elején tisztáznunk kell, mert a legtöbb kritika közvetve emiatt ér(het)i a tanulmányt, hogy itt nagyon-nagyon kis nukleinsav koncentrációkról van szó, olyannyira, hogy az már összevethető a minimális koncentrációban jelen levő szennyeződésekével. Utóbbiak lehetnek (elsősorban) a levegőben, vagy a felhasznált eszközökön, származhatnak párhuzamosan futtatott kísérletekből és egészen kis mennyiségben is elegendőek ahhoz, hogy egy ilyen mérésnel fals-pozitív eredményt kapjunk. Épp ezért nagyon fontos ilyen esetekben a reprodukálhatóság és a viszonylag nagy mintaszám, hogy a kísérlet statisztikailag szignifikáns eredményt adhasson. És a probléma az, hogy leginkább anyagi okok miatt ezek nincsenek meg. Így a szerzők következtetéseik alátámasztására más kísérletek nyilvánossá tett adataiból dolgoztak – viszont, mivel azok az adatok más kérdések megválaszolására készültek, nem mindenben ideálisak az emberi vérplazma növényi DNS tartalmának vizsgálatára. (Nota bene, a teljes sztorihoz hozzátartozik, hogy a szerzők maguk sem ezt a célt tűzték ki a vizsgálat kezdetekor, ez amolyan érdekes mellékvágány lett saját mintáik vizsgálata után.)
A szerzők szerint, bár állításuk valóban forradalmian újszerűnek tűnik, azért nem teljesen előzmény nélküli, hiszen korábban már kimutatták kisméretű, növényi eredetű RNS darabok (miRNS) jelenlétét az emberi vérben, így a nukleinsavak ilyen irányú transzportja tulajdonképpen már tény, ők mindössze kiterjesztették nagyobb méretű DNS-re is. Ez igaz, ugyanakkor hozzá kell tenni, hogy az említett miRNS-sztorit is keményen megkritizáltak a közelmúltban, rámutatva, hogy a legérzékenyebb eljárásokkal sem lehet reprodukálhatóan kimutatni a miRNS-ek táplálkozás-függő változását (pl. makákókban egy gyümölcs-shake elfogyasztása, különböző egyedekben gyakran ellentétes irányú változást indukál a lényegesebb növényi miRNS-ek koncentrációját illetően).
A legnagyobb kérdés tehát, hogy reprodukálható-e a dolog nagy megbízhatósággal? Ezt nem tudjuk: a már említett mintahiány miatt nagyon-nagyon kevés mintáról beszélünk, amelyekben nagy szórást mutat a növényi DNS mennyisége (ennek több oka lehet, de az egyik, tényszerűen a szennyeződés jelenléte). Ráadásul, ahogy azt Lusk is hangsúlyozta említett kommentjében, növényi eredetű DNS darabok kimutathatók “üres” (elvileg csak vizet tartalmazó) mintákban, illetve rákos sejtek és spermiumok genetikai állományát feldogozó adathalmazokban is. Ezekben az esetekben egyértelműnek tűnik, hogy jelenlétük csakis szennyeződéssel magyarázható, ami viszont felveti annak is az esélyét, hogy ez egy általános probléma, amivel mindenhol számítani kell.
Ráadásul a szennyeződések makacs tulajdonsága, hogy minél hígabb a minta (vagyis minél kevesebb DNS van benne összesen), annál prominensebb lesz a jelenlétük. Lusk ezt úgy példázza, hogy olyan kísérletek során, ahol bakteriális DNS-t hígítottak, azt tapasztalták, hogy a hígítással fordítottan arányosan növekszik a mintában a (szennyeződésként jelen levő) emberi DNS mennyisége. Márpedig ez (részben) azt is magyarázhatja, hogy miért állhat elő az a helyzet, hogy az anyai plazmában (ahol egyébként kevés nukleinsav van) találunk növényi DNS-t, míg a köldökzsinórból származó minta (ami számos sejtet, és így nagyságrendileg nagyobb DNS koncentrációt tartalmaz) növényi DNS mentesnek bizonyult. (Csabaiék a cikkben ezt azzal magyarázták, hogy az újszülött még nem fogyasztott növényi eredetű táplálékot, ezért nem jelentkezik ebben a mintában a növényi DNS.)
Az egyik leglényegesebb bizonyíték, amit Spisákék bemutatnak, az egy nagyméretű adathalmaz elemzése, ahol különböző személyekből (terhes anyákból) származó minták különböző növényi DNS szegmenseket tartalmaznak, ráadáasul ezek olyan növényeket reprezentálnak, amelyek a feltételezett táplálékban gyakoriak. A gond ezzel, hogy ez igazából nem egy kontrollált kísérlet. A szerzők nem maguk generálták a szekvencia-adatokat, hanem meglevő adatbázisokbók dolgoztak – így kétségtelenül olcsóbb, viszont igazából nem lehet konkrétan szabályozni az étkezést. Vagyis valójában csak gondoljuk, hogy a kimutatott növények a vizsgálati alanyok táplálékának részét képeznék, de nem tudjuk. Az ideális az lenne, ha több alanyon jól meghatározott kísérleti diéta előtt, során ill. után vizsgálnánk meg, hogy a korábban nem fogyasztott növényi anyagok DNS-e megjelenik-e a vérben vagy sem. Például, ha valaki hónapok óta nem eszik avokádót, azt várnánk, hogy fogasztás előtt nem lesz a vérében avokádó-specifikus DNS, de ha hirtelen elkezd enni, akkor megjelenik. (Állítólag már folyamatban vannak ilyen témájú (utó)kísérletek mind emberen, mind sertésen, de eredményük még nem ismert.) Márpedig ha valami, ez biztosan maximálisan releváns annak megítélésében, hogy tényleg van-e ok-okozati összefüggés a táplálkozás és a vérben (potenciálisan) jelen levő növényi DNS-ek milyensége között.
Ugyanis pusztán az, hogy többfajta növényi DNS-t is találtak még biztos nem lesz bizonyító erejű. Említett kommentjében Lusk rámutat, hogy létezik adathalmaz egyetlen emberi májból származó individuális sejtek DNS-ével, és különböző sejtek különböző növényi eredetű szekvenciákat “tartalmaztak” (egyesekben búza, másokban saláta specifikus DNS-t mutattak ki). Ez viszont szinte biztos, hogy műtermék, hiszen eleve bizonytalan, hogy miként kerülne a növényi DNS a májsejt-genomba, az meg szinte elképzelhetetlen, hogy ugyanazon szövet különböző sejtjei teljesen más növények szekvenciáit hordozzák.
A Carl Sagan által népszerűvé tett mondás szerint “a rendkívüli állítások rendkívüli bizonyítékokat igényelnek”. Jelen esetben, véleményem szerint, egyelőre nem születtek rendkívüli és egyértelmű bizonyítékok a növényi DNS vérben való jelenlétének ügyében, így ezt kellene mielőbb tisztázni, mielőtt azt kezdjük találgatni, hogy mi is lehet a funkciójuk ez egyes gyulladásos betegségekben, illetve lehet-e akár azok markereként használni őket.
(Az illusztráció Giuseppe Arcimboldo munkája.)
Spisák S, Solymosi N, Ittzés P, Bodor A, Kondor D, et al. (2013) Complete Genes May Pass from Food to Human Blood. PLoS ONE 8(7): e69805. doi:10.1371/journal.pone.0069805
Witwer KW, McAlexander MA, Queen SE, Adams RJ (2013) Real-time quantitative PCR and droplet digital PCR for plant miRNAs in mammalian blood provide little evidence for general uptake of dietary miRNAs: Limited evidence for general uptake of dietary plant xenomiRs. RNA Biology 10: 1080 – 1086
Kb. mekkora DNS szakaszokat találtak a vérben? Nézegetve (http://www.mirbase.org/cgi-bin/mirna_summary.pl?org=hsa) úgy látom, az összes miRNA kb. 80 bázis hosszú. Ha kb. ugyanilyen hosszú DNS láncokat találnak, akkor bátran feltételezhetjük, hogy ha az eredeti miRNA-s kutatás jó volt, és nem csak feldúsították PCR-ral a zajt, akkor DNS is simán a vérbe juthat, ha ennél lényegesen hosszabbakat, akkor azért kelleni fog minimum néhány ismétlő vizsgálat.
@gybencsko: Csabai elég egyértelműen azt mondta, hogy a plazmából izolált DNS legnagyobb méretű frakciójában vannak a növényi szekvenciák.
Azért talán ha annyira spórolni kell, hogy nem tudják elvégezni a kísérletet sem, egyszerűbb lenne nem leközölni. Csak én már voltam olyan konferencián, ahol az előadó már tényként közölte, hogy a vérünkben paradicsom gének úszkálnak.
@Sexcomb: Ezen vitakoztunk egy darabig Csabaival, én is ezzel érveltem, de ő azt mondta, hogy hát ők csak felvetettek egy megoldást, és ha valaki akarja cáfolja meg. Engem továbbra sem győzött meg, a tudomány nem így kellene működjön, de úgy tűnik ezt a nézetet még nem osztjuk elegen.
@dolphin:
De lehet ám feltételezésként is közölni valamit, az újságok telis-teli vannak cikkekkel, amikben néha egészen vad hipotéziseket közölnek, sokszor csak valami hasonló adatbányászat eredményét felhasználva. Csak egy hipotézisről mindenki érti, hogy ez talán így van talán nem, egy rendes cikk pedig mégiscsak azt jelenti, hogy megmértük és így van.
@dolphin: publish or perish 🙁
Sajnos nagyon nagy a nyomas, hogy publikaljon a dolgozo, es olyat publikaljon, amire sokan hivatkoznak (es az is hivatkozas, ha eliteloen hivatkoznak ra).
Nem a minoseget, hanem a mennyiseget meri a scientometria, azt nezi a grantok szetosztasaert felelos bizottsag.
@dolphin: Neztem a cikket, nem vilagos, hogyan frakcionaltak meret szerint?
Csabaiék számítógépes adatelemzést végeztek, nem biológusok. Az ilyen eredményeknek a közzététele viszont nagyon is fontos, mert éppen arra mutat rá, hogy elővigyázatosnak kell lenni, itt és sok más területen is. Ezen eredmények fényében lehetséges, hogy sok más eddigi eredményt kell átértékelni. Nem adtak semmire sem bizonyítékot, viszont az eredményeik alapján tudnak majd mások, genetikai laborok, új kísérleteket tervezni. Egyébként személy szerint nem gondolom, hogy teljes mértékben szennyeződés lenne, mert a levegőben vagy a vízben szerintem nem ilyen mértékben és arányban lennének reprezentálva a növényi DNS-ek. De ez csak személyes vélemény.
@fordulo_bogyo: “three fractions were separated via electrophoresis using SyberSafe 1% TBE agarose gel (Invitrogen) and recovered by QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen).”
Csabai szerint a legnagyobb frakció (IBD1 – >10kb) tartalmazta a növényi DNS-t (ez látszik a második táblázaton is).
@G. M. E.: Ez az egyik olvasat. A másik, ha nem bizonyítható a dolog, hogy nem árt a szennyeződések veszélyét fejben tartani híg DNS minták szekvenálásakor.
@dolphin: koszi, ez valamiert elkerulte a figyelmemet.
Egy atlagos agaroz gel elektroforezis soran am sok mindennel szennyezodhet egy minta.
Tenyleg ugy lehetne csak eldonteni, hogy egy adott ember veret megvizsgaljak amikor mar hosszabb ideje nem fogyasztott egy adott taplalekbol, majd az adott taplalek fogyasztasa utan rendszeres idokozonket ujbol.
Ehhez nem kene szekvenalas sem, egyszeru qPCR eleg lenne, celzottan az adott novenyre keresni.
Hajrá! Ezt nektek kéne megcsinálni
Ha valakit érdekel, most került fel Lusk cikke preprint formátumban a bioarXiv-ra:
biorxiv.org/content/early/2014/02/06/002279.full-text.pdf+html