表觀遺傳學-基因營養學：基因對食物喜好的影響

表觀遺傳學-基因營養學：基因對食物喜好的影響

1，基因突變相當於基因說明書中的字符被改變，這種改變自然會反應在生理上。

位於美國加利福尼亞的一家基因檢測公司：23andMe，對 50000 名誌願者進行了調查，統計他們是否喜歡香菜的味道或是否覺得香菜會有肥皂味，並從遺傳學的角度解釋了有人不喜歡吃香菜的原因。

研究人員猜測一些人不喜歡香菜，在很大程度上是因為嗅覺而不是因為味覺。將討厭香菜的人的 DNA 與喜愛香菜的人的 DNA 進行比較後，他們發現討厭香菜的人 11 號染色體上的一組嗅覺受體基因中發現了常見的單核苷酸多態性（SPN）變異，也就是基因組水平上由單個核苷酸的變異所引起的DNA序列多樣性的遺傳變異，並確定SNP附近的八個基因中的一個編碼為 OR6A2 的嗅覺受體基因發生了改變，變異的 OR6A2 受體對幾種賦予香菜特有氣味的醛類具有很高結合特異性。也就是當人們靠近香菜時，香菜所散發出來的(E)-2-癸醛類和(E)-2-十二醛類就會與 OR6A2 受體特異性結合，並激活該受體，從而讓突變者感受到了肥皂味。

在全球範圍內，不同國家或地區不愛吃香菜的人群比例也是不一樣的。與歐洲人相比，非裔美國人、拉丁美洲人、東亞人和南亞人能把香菜吃出肥皂味的比例會大大減少。

德係猶太人14.1%
南歐人13.4%
北歐人12.8%
非裔美國人9.2%
拉丁裔人8.7%
東亞人8.4%
南亞人3.9%

不同地區吃香菜有肥皂味的人口占比。

調查還發現，不同的性別感受香菜氣味的靈敏度也是不同的，女性比男性更容易察覺出香菜中的肥皂味。

2，除了基因突變，環境因素也會導致人們不喜歡吃香菜

科學家們發現，環境（比如饑餓、吸煙等）可以在基因上留下標記 ，這種標記也可以在代際之間傳遞。好比不同顏色的熒光筆和貼紙在這份基因說明書上做出各種記號，並不需要真的改變原有的字符。而說明書會帶著這些標記傳遞給後一代人，甚至後兩代人。

盡管上麵的研究提供了嗅覺受體的遺傳變異與香菜味覺感知有關的直接證據，受體基因突變對香菜氣味的感知產生了很大影響，從而導致一部分人群不喜歡香菜，但遺傳變異隻能對 5%的不喜歡吃香菜的人群的做出解釋。

每個人不喜歡香菜的原因是不同的，除了遺傳原因外，還有很大一部分人是受環境因素的影響而不喜歡香菜的。其中一些不喜歡香菜可能歸結為單純的不喜歡吃它的口感，另一些人則由於家人的影響導致不喜歡吃香菜。

可以靠瘋狂吃香菜，讓討厭香菜的嗅覺和味覺“免疫”從而愛上香菜嗎？有一些證據表明，可以通過反複接觸某種食物來克服他們的厭惡。如果是基因突變導致的厭惡香菜，這輩子幾乎是不可能愛上香菜的，誰會通過瘋狂地吃“肥皂”而愛上吃“肥皂”呢？如果是身邊的人不吃香菜，導致自己也不喜歡香菜的味道，倒可以嚐試一下多吃香菜，或許最後會接受並愛上香菜的味道。

除了香菜，還有哪些食物

不同的人吃起來味道不一樣？

意大利的一項研究表明，有的人還會在吃奶酪的時候吃出肥皂味，科學家們對 219 位測試者進行了試驗，有三分之二的受試者會覺得戈爾根朱勒幹酪（Gorgonzola，一款意大利藍紋幹酪）有肥皂味，並發現 SYT9、PDE4B、AVL9、HTR1B 這四個基因參與人體對奶酪的嗅覺或味覺感知，其中 HTR1B 基因附近的單核苷酸多態性影響不同人群對這種奶酪的喜愛程度。

還存在著一類人不喜歡吃西蘭花，因為他們受不了西蘭花的苦味。苦味？你或許會說西蘭花並不苦啊……

其實有些人吃西蘭花的苦味來源於一種叫作 6-n-丙基硫氧嘧啶 (PROP) 的化學物質，能嚐出西蘭花苦味的人群被稱為“超級味覺者”或“超級品嚐者”，他們的味蕾和感受器數量比普通人多 2~3 倍，所以對味道的感知比一般人強。同時大多數超級味覺者都有 TAS2R38 基因，該基因使超級味覺者對所有食物和飲料中的苦味都敏感，超級味覺者可能看起來像挑食者，不僅不喜歡吃西蘭花，他們甚至可能會因為菠菜、咖啡、啤酒和巧克力等食物太苦而不吃。

那些對西蘭花、菠菜、黃瓜、咖啡、巧克力等諸多食物都很挑剔的人可能並不是挑食，而是因為他們是超級味覺者。

因此，環境改變甲基，從而影響基因。

給基因做標記當然不是用熒光筆，而是一種叫“甲基”的化學基團，它的作用類似開關。染色體長得像一個紡錘，而DNA長鏈就像棉線一樣纏繞在紡錘上。稍有不同的是，DNA長鏈先纏繞在一種叫做“組蛋白”的小紡錘上，這些小紡錘構成的長鏈再纏繞到染色體這個大紡錘上。

當某些纏繞的部分鬆開時，甲基基團就可以和這部分的DNA或組蛋白結合，這叫做甲基化。甲基化可以調控基因表達，也就是關閉或開啟基因。甲基化並不是唯一的基因調控方法，但是是最普遍的。

3，營養的力量，可以調控基因

看到這裏了？謝謝你的耐心。那麽我們要回到最開始的問題，營養跟這些基因調控什麽的，到底有什麽關係呢？

（1）營養能影響基因表達

不需要改變基因，隻需要提供正確的營養素，這些小豚鼠的健康狀況就如此不同。這是營養影響基因調控的一個有力證明。

（2）營養會影響甲基化

而“飲食”，更確切地說，飲食中包含的營養素，正是非常重要的環境因素。對基因的調控不當，比如低甲基化，會導致各種慢性疾病的發生。甲基化失衡也是腫瘤發生的表觀遺傳標記之一。

造成低甲基化的原因之一就是甲基化的原材料不足。這些原材料，也叫“甲基供體”，包括：葉酸，維生素B12，膽堿（一種B族維生素複合物），omega-3脂肪酸，以及多種礦物質和必需氨基酸。

富含甲基供體的食物

哪些食物富含“甲基供體”呢？——動物內髒，貝類，蛋類，蔬菜。注意，高糖飲食會上調炎症反應蛋白，反過來造成甲基化失衡。

除了營養之外的環境因素，還包括長期慢性壓力，炎症等。

4，咖啡與酒精的特異性分解酶

在睡眼惺忪的早晨，或是慵懶小困的午後，很多人會選擇來一杯咖啡提提神。每當路過街角的咖啡店，也常常會被咖啡那難以抗拒的醇厚香氣引誘進去。然而，有一部分人卻對咖啡望而卻步，與其他人不一樣的是，他們喝過咖啡後會出現胃痛、心悸、血壓升高等不良反應。

為什麽一些人一天能喝好幾杯咖啡，一些人喝一杯就受不了？

我們每天能耐受咖啡的量與一個名為PDSS2的基因相關。這一特定基因的變化可能會抑製細胞分解咖啡因的能力，導致咖啡因在體內停留時間更長，也就是代謝更慢。攜帶變異基因的人對咖啡因的耐受能力較差，能喝的咖啡也較少。

研究發現，人體PDSS2基因的表達水平與咖啡的代謝水平成反比：PDSS2基因表達水平越高，飲用咖啡的量越低。之前的研究顯示，PDSS2基因可以抑製肝髒中與代謝咖啡因相關的CYP1A2基因的表達水平。

咖啡因代謝在肝髒中完成，CYP1A2基因可以產生細胞色素氧化酶P450 1A2。這種酶可以協助人體代謝咖啡因，決定了每個人清除咖啡因的能力。那些產代謝酶較少的人，需要花更多的時間清除體內的咖啡因，咖啡因作用時間更持久，且副反應更多更持久。相反的，那些有很多咖啡因代謝酶的人往往需要通過更多更頻繁地攝入咖啡因來保持其預期作用。

因此，科學家們認為，如果PDSS2基因表達水平高，那麽與分解咖啡因相關的CYP1A2基因的表達水平就會下降，導致代謝酶較少，使得咖啡因在體內長時間累積，會產生頭痛，心跳過速，失眠等一係列不良反應。

說的這樣多，你聽明白了嗎？小編通俗的給你講一下吧，CYP1A2基因和細胞色素氧化酶P450 1A2是一輩子的好基友，倆人經常跟一個叫“咖啡因”的小屁孩過不去。後來“咖啡因”結識了有權有勢的土財主PDSS2基因，並認作幹爹。俗話說：幹爹一出手，就讓你停手，於是“咖啡因”橫行鄉裏無人能惹。如果這一過程發生在你的身體裏，那麽你的咖啡因代謝能力就差。

同時，人體處理咖啡因的能力也有性別差異，女性天生的代謝比男性快些。巴塞羅那大學的一項研究實驗中，一組大學生標準化地攝入咖啡因10分鍾後，當其在男女組中同時起效時，發現咖啡因對男性的影響更強烈一些。

酒精的情況有些類似。

在以往的時候，我們很多人會認為這是能喝的表現，其實不然。那喝酒臉紅，是不是體內沒有分解酒精的酶呢？

喝酒臉紅的人，並不是完全沒有分解酒精的酶，人體中會有兩種酶參與酒精的分解和代謝：乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶，它們都是由我們的肝髒合成的，之所會有部分人喝酒臉紅，可能是肝髒中後一種酶的含量不高，或者是合成出現了問題了。

我們根據酒精在體內代謝的過程，來解讀喝酒臉紅的人缺少的是哪種酶：酒精也就是乙醇，與我們吃的食物不同，食物被機體吸收利用前需要經過消化，而酒精不是，酒精屬於小分子，可以直接通過小腸吸收入血，圍繞著消化道周圍的毛細血管匯合到靜脈，然後富含酒精的血液被運輸到肝髒，肝髒便開始了它的工作，負責把有毒的乙醇，降解為乙醛，再分解為無毒的乙酸（也就是醋的主要成分），乙醛會被進一步被分解成為二氧化碳和水排出體外，中間產生的能量會用於機體供能或轉化為脂肪存儲。

而開始時提到過，喝酒臉紅的人，可能缺少的並不是第一種分解乙醇的酶，而是缺乏分解乙醛的酶，也就是乙醛脫氫酶。因為當乙醇被分解為乙醛時，如果乙醛不能被快速的降解，那麽它會引起，麵部毛細血管擴張，也就出現了臉色潮紅的現象，同時部分較嚴重的人群還可能伴有心悸或血壓下降等不適症狀。

喝酒臉紅的人，是不是體內沒有分解酒精的酶？

那麽，缺乏乙醛脫氫酶時，乙醛是如何進一步分解的？

酒精的代謝主要在肝髒，在一定時間內，一個人的身體所能容忍的最大酒精量是受肝髒儲存的兩種解酒酶的限製，也就是說，當你攝入的酒精量大於你肝髒中所儲存的酶的量時，多餘的酒精分子將會一遍又一遍的在血液中循環，直到酶能夠降解它們。

上麵解釋完酒精在體內的代謝過程，我們可以了解到酒精在等待分解時會隨著血液流通到身體各個器官，對機體的危害也是這時候發生的，酒精及其代謝產物（自由基等）不僅影響肝髒的健康，對大腦、心髒等各器官都會有一定影響。

喝酒臉紅的人，是不是體內沒有分解酒精的酶？

同時長期飲酒，還會抑製和幹擾機體對各種營養素的吸收和正常代謝，例如酒精會導致小腸細胞吸收維生素B1、葉酸、維生素B12等維生素的能力下降，還會影響維生素A轉化為維護視力健康所需的形式。對於經常喝酒的朋友來說，要注意上述營養素的補充，經常吃些豆製品、綠葉蔬菜以及粗糧，來避免因飲酒導致的營養素缺乏。

另外，也要注意肝髒健康的保護，飲酒對肝髒的損傷會降低肝髒合成解酒酶的能力以及肝髒的正常功能，這時可以通過攝取富含蛋氨酸等必須氨基酸的食物如蛋類、奶類以及富含多種維生素、礦物質、膳食纖維和抗氧化物質的新鮮綠葉蔬菜和水裏以及粗糧等來促進和維護肝髒的健康以及代謝能力，降低和緩解酒精對肝髒的損失，此外可以經常吃些富含穀胱甘肽的食物，穀胱甘肽可以提高肝髒的解毒能力，對脂肪肝的形成也有一定的抑製作用。

5，限時進食好處多，對全身基因表達都有影響

近年來，間歇性禁食得到越來越多減肥人士的推崇。間歇性禁食通常有兩種方式，其一是在一周中有兩天隻吃一頓中等量的餐食，即5:2方法；其二是把當每天攝入食物的時間限製在數小時的時間窗內，即限時進食（Time-Restricted Eating，TRE），是一種更為靈活的方式。

過去的研究表明，TRE除了在改善體重和心髒代謝健康指標上具有積極影響，還對代謝健康有許多減肥之外的益處，包括改善血糖調節、運動能力、耐力、運動協調、睡眠、血壓、肝甘油三酯、血脂、心髒功能和腸道健康，以及腫瘤生長、癌症風險和神經退行性疾病嚴重程度的降低。這是由於進食與內源性晝夜節律的同步也同步了外周代謝器官的代謝，降低了慢性病的風險。

不過，限時飲食如何在分子水平上影響身體，以及其對身體的改變如何在多個器官係統中相互作用，尚不清楚。為此，Salk研究所的科研人員從限時進食的小鼠的22個器官和大腦中收集組織樣本並分析基因變化，結果發現，這22個區域的基因表達均受到限時進食的影響，限時進食對改善健康存在廣泛意義。

研究人員將小鼠分成兩組，喂養以相同的高熱量食物，其中一組限製在每天9小時的進食窗口內進食（Time-restricted feeding，TRF），另一組則為等熱量的自由進食（ad libitum feeding，ALF）。7周後，研究人員在24小時內每隔2小時采集22個器官和大腦區域的樣本並分析其轉錄組的節律變化。由於小鼠被安置在更接近自然生活條件的光暗循環下，因此這裏的節律特指晝夜節律（diurnal）而非生理節律（circadian），而後者通常會將小鼠置於恒暗的條件下進行評估。

對不同組織中的DE基因和節律基因進行過度表達分析（overrepresentation analysis，ORA）發現，在肝髒、骨骼肌、eWAT、腸道、心髒等部位，TRF影響了葡萄糖代謝、脂肪酸代謝途徑、炎症信號、免疫激活、線粒體組織、自噬等通路，在多個組織中阻止了高脂肪飲食誘導的生理缺陷。

TRF增加了大多數組織中幾個核心時鍾基因的振幅，而某幾個時鍾基因在多個組織中僅在TRF條件下具有節律性，即ALF條件下的致肥飲食對某些時鍾基因節律性引起的抑製，能夠通過TRF幹預得以恢複。

肝髒是重要的代謝中心，TRF條件下肝髒代謝組發生顯著變化，節律性代謝物的數量上升，節律性的峰值相位也受到影響。導致胰島素抵抗的脂質水平在TRF條件下下降且節律性消失，為肝髒胰島素敏感性改善提供了解釋。其他幾個組織的情況還表明，TRF能夠增強營養信號和生物鍾依賴性基因表達之間的耦合，從而改善代謝靈活性並促進健康。

以上結果為了解限時進食如何幫助控製糖尿病、應激障礙等諸多疾病提供指導，也為研究輪班工作如何擾亂人體24小時生物鍾並誘發消化係統疾病和癌症提供了新的思路。接下來，Panda教授將率領團隊進一步研究限時進食對特定條件或係統的影響，比如動脈粥樣硬化，這對於許多疾病來說將具有指導意義。