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最新研究:你吃进去什么,能影响基因

时间:2018-11-21 01:13:43  来源:中国科学报   作者:北绛
    基因是具有遗传效应的DNA片段,作为决定生命健康的内在因素,基因支持着生命的基本构造和性能。它储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡过程的全部信息。演绎着生命的繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。生物体的生、长、衰、病、老、死等一切生命现象都与基因有关,是决定生命健康的内在因素。
 
    众所周知,基因依赖于环境和遗传。英国剑桥大学的一项新研究显示,细胞获得的营养能影响细胞基因的活动。可以理解为,你吃进去什么,能影响基因。
 
新研究证实基因受营养影响
 
    剑桥大学生物化学家马库斯·拉尔瑟率领的研究团队,用酵母细胞进行实验,结果发现,90%的基因以及产物受细胞新陈代谢的影响。
 
    “细胞新陈代谢在细胞中发挥的作用比我们先前以为的要活跃得多。一个细胞的几乎所有基因都受到它们能得到的营养的影响。许多时候,影响大到改变一个细胞的新陈代谢状况能使它的一些基因以完全不同的方式活动。”
 
    2月11日发表于英国《自然—微生物学》月刊的报告说,之所以选择酵母细胞做实验研究新陈代谢对基因的影响,是因为酵母细胞的许多重要基因和基本细胞机制与动物和人的细胞相同或非常相似,而控制酵母细胞比控制动物细胞容易得多。
 
    在此之前,人们早就知道,基因能够控制营养成分如何分解为重要分子。
 
水果变杀手因基因突变
 
    之前曾有报道,美国一病人因吃水果患上肝癌。该男出生于厨师世家,擅长烹饪各种肉类,非常挑食,喜欢吃肉而不喜欢蔬菜水果。尽管家人和朋友都曾劝他要多吃蔬菜水果,但他一直难以作出改变。因为只要一吃他就会觉得反胃和难受,反倒只吃肉的时候通体舒畅。
 
    直到35岁那年,他例行体检,发现了高血压和高血脂,医生和家人对他进行了新一轮的劝说。在未婚妻的要求下,该男最终决定改变饮食结构,少吃肉,每顿饭都加上蔬菜和水果,医生和家人都感觉很欣慰。
 
    但其实他仍然觉得水果很难吃,而且自从改变饮食结构以后,就经常感到全身乏力,嗜睡,反胃,但所有人,包括医生,家人和他自己,都没有当回事儿,认为肯定因为减少吃肉,多吃蔬菜水果而产生的暂时不适应。直到三年后的体检,他被查出罹患肝癌。
 
    无吸烟饮酒习惯,无肝炎,而且饮食结构愈发合理,究竟为何会患上肝癌?医生和患者本人都百思不得其解。在进行基因测序之后,一切才有了答案——医生发现该患者有ALDOB基因突变。
 
    就因为这一个基因突变,让水果从健康食品成了毒药。ALDOB,中文名字是果糖二磷酸醛缩酶B,是果糖代谢中的重要蛋白。果糖就是很多水果吃起来甜的原因。该基因突变会引发果糖不耐受,作为一种罕见病,学名叫作“遗传性果糖不耐受”。
 
    患有该病的病人,顾名思义,身体无法彻底分解果糖,因此不能吃果糖含量高的食物,包括各种水果,还有甜豆、甜椒、洋葱等蔬菜。如果摄入大量果糖,基因缺陷会导致果糖分解到一半的半成品大量积累在肝脏,对肝脏有严重毒副作用,会造成肝细胞大量死亡并可能诱导基因突变。
 
怎么吃就怎么长
 
    2014年,麻省理工学院医学分子医学教授玛丽安·沃尔浩特团队,在最新一期的《细胞》(Cell)杂志上发表了两篇文章,探讨了饮食与代谢及生理机能间的关联。
 
    她们发现使用不同种类的细菌喂养秀丽隐杆线虫,其基因表达会发生巨大变化,并导致重要的生理变化。沃尔浩特表示:“相较于用大肠杆菌喂养的线虫,用丛毛单胞菌喂养的线虫后代较少、寿命较短,并且发育得更快。”
 
    研究者鉴别出至少87种因食物差异造成的变化。沃尔浩特指出:“这些变化影响了线虫的发育、繁殖和老化过程,可以说贯穿线虫一生。”他们甚至惊奇地发现,这些变化对发育的影响不依赖于雷帕霉素靶蛋白(TOR)通路和胰岛素信号通路,而主要活跃于营养控制方面。部分表达变化发生在一种控制蜕皮周期的调节因子上。文章第一作者莱斯莉·麦克尼尔解释说该调节因子在人类中负责调控昼夜节律:“昼夜节律会受饮食影响。这说明我们也许可以利用秀丽隐杆线虫来研究饮食、基因表达和生理机能之间的复杂关联,并了解它们和人类疾病间的关系。”
 
    剑桥大学的新研究证实营养成分如何分解能反过来影响基因的活动。这一研究成果对于研制抗癌药物具有积极意义。癌症是肿瘤细胞发生大量基因变异,改变细胞内新陈代谢网络的结果。而细胞内新陈代谢活动反过来会影响基因活动。了解基因与新陈代谢之间如何相互作用或许能解释为何有些抗癌药物对于有些人不起作用。

 
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