In der Arbeit wurde untersucht, ob eine vorübergehende Fütterung einer Diät mit unausgewogenem Aminosäuremuster (Soja Protein Isolat, SPI), im Vergleich zu einer Diät mit ausgewogenem Aminosäuregehalt (Casein, CAS), zu langanhaltenden Effekten auf die oxidative Stressantwort führt und ob dies mit Veränderungen in der hepatischen Genexpression und verändertem Wachstum in juvenilen Schweinen assoziiert ist.
Die Analyse der Transkriptionsraten zeigte, dass die temporäre SPI- Fütterung, im Vergleich zur CAS-Diät, zu langanhaltenden Aufregulationen von Genen der oxidativen Stressantwort führt. Die andauernden erhöhten Transkriptionsraten der untersuchten Gene der oxidativen Stressantwort korrelierten signifikant mit der hier beobachteten persistent verminderten Körpermasseentwicklung der temporär SPI-gefütterten Schweine. Damit wurde die anhaltende oxidative Stressreaktion als ein molekularer Mechanismus für eine SPI-diätassoziierte Wachstumsminderung bei juvenilen Schweinen identifiziert.
Eine mögliche molekulare Ursache der langanhaltenden diätassoziierten Veränderungen der Expression der in den oxidativen Stress involvierten Gene ist die DNA-Methylierung. Die Methylierung von CpG-Dinukleotiden in Promotoren ist mit Geninaktivierung korreliert. Die gesamte hepatische DNA-Methylierung im Bereich von CpG-Inseln war in den SPI-gefütterten juvenilen Schweinen signifikant niedriger als in der Kontrollgruppe. Dies weist auf eine methylierungsabhängige breite Induktion der Expression hepatischer Gene infolge der SPI-Diät hin. Für die Untersuchung, ob die DNA-Methylierung mit der oxidativen Stressantwort assoziiert ist, wurden die Methylierungsraten von 21 CpG-Stellen im Promotorbereich [-1812 bis -1] der porcinen GSTA1 (Glutathion-S-Transferase), einem Indikatorgen der oxidativen Stressantwort, untersucht. Die Analyse der Daten ergab, dass die erhöhte hepatische Transkriptionsrate der GSTA1 infolge der SPI-Diät auf eine geringfügig verminderte Gesamtmethylierung aller CpG-Orte innerhalb der GSTA1-Promotorregion zurückzuführen ist. Der diätassoziierte Einfluss der CpG-Methylierung auf die hepatische GSTA1-Expression macht die DNA-Methylierung zu einem potentiellen Mechanismus für persistente Veränderungen in der Genexpression.
Das signifikant verringerte hepatische DNMT1- (DNA-Methyltransferase) Transkriptionsniveau der SPI-Gruppe im Vergleich zur Kontroll-Gruppe ist ein möglicher Faktor für die leichte Verringerung der GSTA1-Promotor-Gesamtmethylierung.
Eine mögliche Ursache für die hier beobachtete SPI-bedingte persistent veränderte hepatische Expression von Genen der oxidativen Stressantwort in heranwachsenden Schweinen ist der ausgeprägte Methioninmangel der SPI-Diät. Methionin ist der Vorläufer von S-Adenosylmethionin (SAM), dem generellen biologischen Methyldonator.