兩項研究闡明飲食對基因表達和生理的影響

發布日期：2020-04-26 作者：點擊：

有時你就是不能抵擋一塊巧克力蛋糕的誘惑，即使有再多的健康意識，人們偶爾也會沉迷於垃圾食品。馬薩諸塞大學醫學院(UMMS)的一項新研究指出，即使這些偶爾的放縱是很少量的，也可能對基因表達造成重大影響，並給生理和健康帶來負麵影響。

UMMS係統生物學項目主任、分子醫學教授A.J. Marian Walhout領導了這項研究，相關結果發表在Cell雜誌上。在這篇文章中，研究者們闡明了代謝和生理與飲食之間的聯係。利用線蟲這一模式生物，Walhout博士和他的同事們觀察了不同的飲食會對基因表達產生哪些不同的影響，這些基因可能與至關重要的生理變化有關。

Walhout說：“簡單來說，xrk向日葵视频app下污發現當線蟲以不同類型的細菌為食時，它們能戲劇性地改變自身的基因表達程序，進而導致重要的生理變化。與以大腸杆菌為食的實驗室線蟲相比，以叢毛單胞菌為天然食物的線蟲繁殖力很弱，生命周期短，並且發育很快。”

基因表達

Walhout和他的同事們確定了線蟲在食用以上兩種不同的細菌後，發生在它們基因表達上的至少87種變化。令人驚訝的是，這些改變不存在於在營養控製方麵通常活躍的TOR和胰島素信號通路中；相反，這些改變部分發生於決定線蟲發育和生長的蛻皮通路中。這一內容為飲食、基因表達和生理學之間提供了關鍵的聯係。這篇文章的第一作者，Walhout實驗室的博士後Lesley MacNeil說：“更重要的是，這些在線蟲中受飲食影響的調控因子的同源基因也控製了人類的晝夜節律。xrk向日葵视频app下污已經知道晝夜節律受飲食影響。這表明xrk向日葵app色板或許能利用線蟲來研究飲食、基因表達和生理之間，以及它們與人類疾病之間的複雜聯係。”

引人注目的是，與隻食用大腸杆菌的線蟲相比，即使線蟲隻食用了少量的叢毛單胞菌，它們的基因表達和生理特征都會發生急劇的變化。這些結果提供了有趣的可能性：並不能用健康或不健康來判斷不同的飲食規律，而是特定數量的特定食物在某些條件下可能是最理想的，能改善生理效果。

Walhout說：“在原本不健康的飲食中加入少量健康的食物，就可能帶來基因表達方麵的有益改變，並產生較大的生理學影響。”

Walhout實驗室的另一項研究利用線蟲作為模式係統探索了關於疾病和人類飲食療法的複雜問題。他們發現，幹擾參與線蟲代謝的基因表達會導致代謝不平衡，從而幹擾了動物的飲食響應，這些結果可能對治療一係列人類遺傳病有直接影響。

Walhout實驗室的Emma Watson博士說：“為了更好的理解飲食影響線蟲基因表達的分子機製，xrk向日葵app色板尋找了對飲食有異常響應的基因，並發現了能整合細胞內部營養需求/失衡與外部可用性是一個大的代謝網絡以及調控基因。這些信息進而被傳遞到線蟲的信息處理基因處，導致了異常的響應。”

這些發現暗示，基因調控網絡的存在促進了線蟲對內部生理和外部環境的快速響應，進而維持了線蟲體內的代謝平衡。有趣的是，線蟲中的一個現象與導致人類先天代謝病的突變類似；一種可幫助將營養物質轉化為可用形式的酶的基因出現缺陷時會導致這類遺傳疾病。這些疾病常常可用通過飲食幹預的方法治療，即避免有毒物質的積累，以及給患者補充可能耗盡的代謝產物。

根據Walhout所說，xrktw向日葵下载有可能利用這一線蟲中的基因調控網絡來類比，了解特定的飲食養生法是如何減輕這些代謝疾病的。另外，它還可以被用來篩選可與飲食治療產生相同效果的藥物或其它小分子。

盡管Walhout和同事們隻是對線蟲進行了基礎飲食研究，但是他們得到的結果能夠直接指導人類的疾病治療，因為可以將線蟲作為模式係統來查明飲食響應、先天代謝疾病的機製，並尋找它們之間的聯係。

“由於很多原因，xrk向日葵app色板很難回答人類的飲食、基因表達和生理學之間的複雜關係。現在，xrk向日葵app能利用一個非常簡單的係統——線蟲，來回答關於這些內容的細節問題。”