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康纳尔大学发现素食基因

查字典生物网 2016-04-05

可能存在素食基因吗?康纳尔大学的研究人员已经发现了遗传变异的证据——等位基因,这种基因长期以来一直在素食人群中进化,如在印度、非洲和部分中东地区的人群中都有这种基因变异。他们还在格陵兰岛的因纽特人中发现了这种基因的不同版本,这个版本适应海洋饮食,因为因纽特人的主要食物是海鲜。

素食者等位基因在特定人群中进化,他们的植物性饮食习惯已经维持了数百代。这种适应性让这些人能够有效地处理ω-3和ω-6脂肪酸,并将它们转化为早期大脑发育不可或缺的化合物,如果他们偏离了均衡的omega-6与omega-3饮食,就会有患上炎症的可能,通过炎症的并发症,增加患心脏病和结肠癌的风险。

研究人员发现,,格陵兰岛的因纽特人与长期素食的人群相比,之前确认的适应性是不同的:虽然素食等位基因有22个碱基插入基因内(一个碱基能够让DNA结合在一起),但是这个插入在海鲜等位基因中是缺失的。

“这种不同的等位基因可能驱动了因纽特人的适应性,”AlonKeinan实验室的博士后研究人员KaixiongYe说,他与康奈尔大学生物统计和计算生物学副教授AlonKeinan共同完成了这篇研究文章,他们的论文发表在3月29日《分子生物学与进化》期刊上。

“我们的项目是首个将素食与插入等位基因,以及海洋饮食与缺失等位基因联系起来的研究,”Ye说。

“这是适应当地饮食最有趣的例子,我非常有幸能参与研究,”Keinan说。“一些研究已经指出,一个地区基因组的适应性。我们的综合分析表明,适应性是由DNA上一个小片段的插入(也就是DNA的功能)驱动的。此外,如果这个插入在格陵兰岛的因纽特人的DNA中存在,那么会对这个种群有害,因为他们的海洋饮食富含ω-3。”

FADS1和FADS2是两种非常重要的酶,将ω-3和ω-6脂肪酸转化为大脑发育和控制炎症所需的下游产品。食用肉类和海鲜的人群就不需要增加FADS1和FADS2来获取适量的营养,因为他们的ω-3和ω-6脂肪酸转化过程比较简单,需要的步骤也比较少。

本研究是在汤姆布伦纳之前工作的基础上进行的,他是康奈尔大学人类营养和化学专业教授,他的研究表明碱基的插入能够调节FADS1和FADS2的表达,并假设这可能是素食群体能够适应的原因。

Ye,Keinan和同事们分析了234个素食的印度人和311个美国人的等位基因频率,发现68%的印度人和仅有18%的美国人存在素食等位基因。该分析使用了1000个基因组计划的数据,发现70%的南亚人,53%的非洲人、29%的东亚人和17%的欧洲人存在素食等位基因。

“北欧人长期以来都有喝牛奶的习惯,他们能够从牛奶中吸收足够的终端产品来进行长链脂肪酸的代谢,因此他们不需要从祖先那里遗传合成脂肪酸的能力,”Ye说。

他补充说:“我们研究的一个启示是,我们可以利用这个基因组信息来调整我们的饮食,这样它就与我们的基因组相匹配,这就是所谓的个性化营养。”

研究人员尚无法确定这种素食适应性是什么时候开始的,分析黑猩猩或猩猩基因组没有发现素食等位基因。但有证据表明,早期人类尼安德特人和丹尼索瓦人的基因组存在等位基因。

“可能在人类进化史上,当人类迁移到不同的环境时,有时候他们需要植物性饮食,有时候需要海洋饮食,不同的时期,这些不同的等位基因要进行自适应,”这意味着等位基因在饮食压力下,有进化的趋势,Ye说。

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