Genetic ancestry and genotype-by-diet interactions shape plasma carotenoid metabolism in humans
बहु-वंशीय जीनोमिक डेटा को एक अनुदैर्ध्य आहार हस्तक्षेप परीक्षण के साथ एकीकृत करके, यह अध्ययन प्रकट करता है कि कैसे आनुवंशिक वंश और विशिष्ट जीनोटाइप-बाय-डाइट इंटरैक्शन, विशेष रूप से 3q13 और PKD1L2-BCO1 जैसे लोकी पर, व्यक्तिगत प्लाज्मा कैरोटीनॉयड चयापचय और पूरकता के प्रति प्रतिक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से आकार देते हैं, जिससे सटीक पोषण (प्रिसिजन न्यूट्रिशन) के ढांचे को आगे बढ़ाया जा सके।
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जब भी हम गाजर या हरी पत्तेदार सब्जियां खाते हैं, तो हमारा शरीर उन खाद्य पदार्थों को उन पोषक तत्वों में बदलने की एक जटिल प्रक्रिया शुरू कर देता है जो हमें स्वस्थ रखते हैं। इनमें से कुछ पोषक तत्व, जिन्हें कैरोटीनॉयड (carotenoids) कहा जाता है, वे रंगद्रव्य हैं जो फलों और सब्जियों को उनके चमकीले लाल, नारंगी और पीले रंग देते हैं। वे हमारे रक्त में शक्तिशाली एंटीऑक्सीडेंट के रूप में कार्य करते हैं, जिससे हमारी कोशिकाओं को क्षति से बचाने और हृदय रोग तथा कुछ प्रकार के कैंसर जैसी पुरानी बीमारियों के जोखिम को कम करने में मदद मिलती है। दशकों से, वैज्ञानिकों ने यह मान लिया था कि यदि दो लोग इन रंगीन खाद्य पदार्थों की समान मात्रा खाते हैं, तो उनके रक्त में इन पोषक तत्वों का स्तर लगभग समान होना चाहिए। हालांकि, वास्तविक दुनिया में, ऐसा बहुत कम होता है। एक व्यक्ति भोजन के बाद एक विशिष्ट पोषक तत्व का उच्च स्तर दिखा सकता है, जबकि दूसरे में इसका स्तर बहुत कम हो सकता है, भले ही उनके आहार समान हों। यह भिन्नता यह संकेत देती है कि हमारे शरीर के भीतर कुछ ऐसा है, जो केवल हमारे द्वारा खाए जाने वाले भोजन से परे, यह तय करता है कि हम इन पोषक तत्वों को कितना अवशोषित करते हैं और कितना बनाए रखते हैं।
एक नया अध्ययन इस रहस्य को सुलझाने के लिए आनुवंशिकी, आहार और विविध मानव आबादी को एक साथ लाता है। शोधकर्ता यह समझना चाहते थे कि हमारे शरीर इन पोषक तत्वों को इतनी अलग तरह से क्यों संभालते हैं। उन्होंने इस विचार पर ध्यान केंद्रित किया कि हमारी आनुवंशिक संरचना, या हमारे डीएनए में निर्देशों का अनूठा सेट, हमारे द्वारा खाए जाने वाले भोजन के साथ परस्पर क्रिया करता है। इस परस्पर क्रिया का अर्थ है कि वही भोजन अलग-अलग लोगों पर अलग प्रभाव डाल सकता है। उत्तर खोजने के लिए, टीम ने विभिन्न नस्लीय और जातीय पृष्ठभूमि के लोगों के समूह का अध्ययन किया, उनके रक्त में कैरोटीनॉयड के स्तर को मापा और उनकी तुलना उनके आनुवंशिक कोड से की। उन्होंने एक नियंत्रित प्रयोग भी किया जहाँ प्रतिभागियों ने छह सप्ताह तक प्रतिदिन कैरोटीनॉयड युक्त जूस की एक निश्चित मात्रा पी, ताकि यह देखा जा सके कि उनके शरीर पोषक तत्व की ज्ञात खुराक के प्रति कैसी प्रतिक्रिया देते हैं।
शोधकर्ताओं ने पाया कि हमारे रक्त में इन पोषक तत्वों की मात्रा केवल हमारे आहार का सरल प्रतिबिंब नहीं है। इसके बजाय, यह हमारी वंशावली और हमारे विशिष्ट जीन के संयोजन द्वारा आकार लेती है। उन्होंने पाया कि कुछ प्रकार के कैरोटीनॉयड के लिए, आनुवंशिकता एक बहुत छोटी भूमिका निभाती है, लेकिन दूसरों के लिए, यह एक प्रमुख कारक है। एक विशिष्ट पोषक तत्व, जिसे बीटा-क्रिप्टोक्सैंथिन (beta-cryptoxanthin) कहा जाता है, जो संतरे और आडू जैसे खाद्य पदार्थों में पाया जाता है, ने हमारे जीन के साथ सबसे मजबूत संबंध दिखाया। अध्ययन से पता चला कि कुछ विशिष्ट आनुवंशिक विविधताओं वाले लोगों में इस पोषक तत्व का स्तर दूसरों की तुलना में बहुत अधिक था, भले ही उन्होंने समान मात्रा में भोजन किया हो। यह सुझाव देता है कि बीटा-क्रिप्टोक्सैंथिन के लिए, हमारे जीन एक फिल्टर की तरह कार्य करते हैं, जो यह निर्धारित करते हैं कि हमारा शरीर वास्तव में उस पोषक तत्व को कितना बनाए रखता है।
ठीक से यह पता लगाने के लिए कि कौन से जीन जिम्मेदार थे, टीम ने सैकड़ों प्रतिभागियों के डीएनए का बारीकी से परीक्षण किया। उन्होंने मानव जीनोम में उन विशिष्ट स्थानों की पहचान की जो बीटा-क्रिप्टोक्सैंथिन के स्तर से मजबूती से जुड़े हुए थे। इनमें से एक स्थान IGSF11 नामक जीन के पास है, और दूसरा R3HDM4 नामक जीन के पास है। जिन लोगों में इन जीनों के विशिष्ट संस्करण थे, उनमें इस पोषक तत्व का रक्त स्तर काफी भिन्न था। अध्ययन ने दिखाया कि ये आनुवंशिक अंतर समूह में देखी गई भिन्नता के एक बड़े हिस्से की व्याख्या कर सकते हैं, जिससे यह सिद्ध होता है कि हमारा डीएनए इन स्वस्थ यौगिकों को संसाधित करने के तरीके में एक शक्तिशाली चालक है।
अध्ययन का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा छह सप्ताह के उस प्रयोग से आया जिसमें लोगों ने कैरोटीनॉयड युक्त जूस पिया था। शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि क्या उनके द्वारा खोजे गए आनुवंशिक अंतर वास्तव में अधिक पोषक तत्व खाने पर लोगों की प्रतिक्रिया को बदलते हैं। उन्होंने पाया कि उत्तर 'हाँ' था। IGSF11 के पास स्थित जीन के कुछ संस्करणों वाले लोग जूस के प्रति बहुत अलग तरह से प्रतिक्रिया करते थे। कुछ लोगों में जूस पीने के बाद रक्त के स्तर में बड़ी वृद्धि देखी गई, जबकि अन्य में बहुत कम परिवर्तन हुआ, भले ही उन सभी ने समान मात्रा में जूस पिया था। यह साबित करता है कि स्वस्थ आहार का प्रभाव सभी के लिए एक जैसा नहीं होता; यह प्रत्येक व्यक्ति द्वारा रखे गए आनुवंशिक निर्देशों पर निर्भर करता है।
टीम ने अत्यधिक परिणाम पैदा करने वाले दुर्लभ आनुवंशिक परिवर्तनों को भी खोजा। उन्होंने पाया कि असामान्य रूप से उच्च या निम्न स्तर वाले कुछ व्यक्तियों में वसा और पोषक तत्वों को संसाधित करने में मदद करने वाले जीनों में दुर्लभ, हानिकारक उत्परिवर्तन (mutations) थे। उदाहरण के लिए, बीटा-कैरोटीन के बहुत कम स्तर वाले एक व्यक्ति में BCO1 नामक जीन में एक दुर्लभ उत्परिवर्तन था, जो कैरोटीनॉयड को तोड़ने में मदद करने के लिए जाना जाता है। यह निष्कर्ष इस विचार को पुख्ता करता है कि जबकि सामान्य आनुवंशिक विविधताएं सामान्य आबादी में सूक्ष्म अंतर पैदा करती हैं, वहीं दुर्लभ आनुवंशिक त्रुटियां एक व्यक्ति द्वारा इन पोषक तत्वों को संभालने के तरीके में नाटकीय अंतर पैदा कर सकती हैं।
यह शोध इस बारे में हमारी सोच को बदल देता है कि पोषण क्या है। यह दिखाता है कि रक्त में पोषक तत्वों का स्तर केवल इस बात की रिपोर्ट कार्ड नहीं है कि हमने क्या खाया है, बल्कि यह हमारे आहार, हमारी वंशावली और हमारे अद्वितीय आनुवंशिक कोड द्वारा बनाया गया एक जटिल चित्र है। अध्ययन सुझाव देता है कि आहार संबंधी सलाह के लिए "एक ही आकार सबके लिए उपयुक्त" (one-size-fits-all) वाला दृष्टिकोण हर किसी के लिए काम नहीं कर सकता है। जो किसी एक व्यक्ति के लिए एक विशिष्ट पोषक तत्व की आदर्श मात्रा है, वह उसके जीन के आधार पर दूसरे व्यक्ति के लिए बहुत अधिक या बहुत कम हो सकती है। हालांकि यह अध्ययन अभी तक डीएनए के आधार पर विशिष्ट आहार निर्धारित करने का तरीका प्रदान नहीं करता है, लेकिन यह व्यक्तिगत रूप से अनुकूलित पोषण के भविष्य के लिए आधार तैयार करता है। यह समझते हुए कि हमारे जीन यह तय करते हैं कि हम खाए जाने वाले भोजन को कैसे अवशोषित और उपयोग करते हैं, वैज्ञानिक उस दुनिया के करीब पहुंच सकते हैं जहां आहार संबंधी सलाह उतनी ही अद्वितीय हो सकती है जितना कि वह व्यक्ति जिसे वह सलाह दी जा रही है।
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