Nature遺傳學(xué):不良飲食習(xí)慣禍延子孫
日期:2016-03-16 08:53:56
近年來(lái)越來(lái)越多的證據(jù)表明,特定的獲得性性狀可以遺傳給下一代。不過(guò),獲得性性狀的遺傳仍然存在爭(zhēng)議,因?yàn)槿藗冞€不了解這一現(xiàn)象背后的確切分子機(jī)制。
表觀遺傳學(xué)修飾能在不改變DNA序列的情況下調(diào)控基因的表達(dá)。三月十四日的三月十四日Nature Genetics雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究證實(shí),父母的行為會(huì)通過(guò)表觀遺傳影響孩子的健康。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),雖然不良飲食習(xí)慣沒(méi)有引入基因突變,但它的健康影響能通過(guò)卵子和精子延續(xù)到下一代。
德國(guó)科學(xué)家Peter Huypens及其同事將遺傳背景相同的小鼠分為三組,在六周時(shí)間內(nèi)給它們分別提供高脂、低脂和正常膳食。高脂飲食的小鼠越來(lái)越胖,并且表現(xiàn)出葡萄糖耐受不良(二型糖尿病的早期表現(xiàn))。
研究人員收集這些小鼠的卵子和精子進(jìn)行體外授精(IVF),并將IVF胚胎移植到健康母鼠體內(nèi)。他們通過(guò)這種方式排除了包括微生物組在內(nèi)的各種混淆因素,IVF小鼠表現(xiàn)出的性狀或行為只可能來(lái)自于卵子和精子。
研究人員在IVF小鼠成年后為其提供高脂飲食。他們發(fā)現(xiàn),父母都胖的小鼠更容易增重和葡萄糖耐受不良,父母都瘦的小鼠體重增加得最少。也就是說(shuō),父母不良飲食的健康影響是可以疊加的。
這項(xiàng)研究顯示,IVF小鼠之間還存在性別差異。在父母肥胖的情況下,雌性IVF小鼠更容易增重,而雄性IVF小鼠更容易葡萄糖耐受不良。此外,與父親的飲食習(xí)慣相比,母親的飲食習(xí)慣對(duì)孩子的代謝影響更大。此前的一些人類流行病研究也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。
那么,這些性狀究竟是如何傳遞下去的呢?目前人們提出的表觀遺傳機(jī)制主要有兩個(gè):DNA甲基化和microRNA。研究人員發(fā)現(xiàn),肥胖小鼠和健康小鼠的甲基化模式和RNA轉(zhuǎn)錄本的確存在差異,但還不清楚這些差異是否就是IVF后代受到影響的原因。
自然界所有父母?jìng)兌寄軐⒆约旱?/span>DNA留給后代,然而父母對(duì)孩子的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此,比如表觀遺傳、妊娠和分娩、母乳喂養(yǎng)以及育兒過(guò)程。正是這些超越基因的饋贈(zèng)讓孩子們得以健康成長(zhǎng),應(yīng)對(duì)這個(gè)世界上的各種挑戰(zhàn)。Science雜志之前推出的育兒特刊通過(guò)一系列文章向人們指出,養(yǎng)孩子已經(jīng)不只是為孩子提供食物、住所、保護(hù)和教育,廣義上的育兒實(shí)際上從受孕之前就已經(jīng)開(kāi)始。
2014年中科院孫青原研究組曾在PNAS雜志上發(fā)表文章指出,父親的糖尿病前期癥狀影響了后代的表觀遺傳學(xué)修飾,這樣的影響能遺傳好幾代。研究人員構(gòu)建了不涉及基因的小鼠糖尿病前期模型。他們發(fā)現(xiàn),父本的前期糖尿病會(huì)通過(guò)精子的表觀遺傳學(xué)改變,提高后代對(duì)糖尿病的敏感性。如果小鼠具有糖尿病前期的癥狀,其后代會(huì)出現(xiàn)葡萄糖耐受不良和胰島素抵抗。這項(xiàng)研究不僅為獲得性性狀的遺傳提供了分子基礎(chǔ),還揭示了肥胖癥、二型糖尿病和其他慢性代謝疾病如此普遍的原因。
2015年Science雜志發(fā)表的兩篇文章表明,父親的飲食會(huì)改變精子的RNA,進(jìn)而影響后代的基因調(diào)控。近年來(lái)人們逐漸意識(shí)到,男性能通過(guò)多種途徑對(duì)自己的后代產(chǎn)生影響,比如精子表觀基因組、微生物組轉(zhuǎn)移和精液信號(hào)傳導(dǎo)。這兩項(xiàng)研究相輔相成地展示了父親飲食對(duì)精子RNA的重要影響,這種影響能改變后代的基因調(diào)控,引起相應(yīng)的代謝紊亂。






