表观遗传学-基因营养学：基因对食物喜好的影响

表观遗传学-基因营养学：基因对食物喜好的影响

1，基因突变相当于基因说明书中的字符被改变，这种改变自然会反应在生理上。

位于美国加利福尼亚的一家基因检测公司：23andMe，对 50000 名志愿者进行了调查，统计他们是否喜欢香菜的味道或是否觉得香菜会有肥皂味，并从遗传学的角度解释了有人不喜欢吃香菜的原因。

研究人员猜测一些人不喜欢香菜，在很大程度上是因为嗅觉而不是因为味觉。将讨厌香菜的人的 DNA 与喜爱香菜的人的 DNA 进行比较后，他们发现讨厌香菜的人 11 号染色体上的一组嗅觉受体基因中发现了常见的单核苷酸多态性（SPN）变异，也就是基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多样性的遗传变异，并确定SNP附近的八个基因中的一个编码为 OR6A2 的嗅觉受体基因发生了改变，变异的 OR6A2 受体对几种赋予香菜特有气味的醛类具有很高结合特异性。也就是当人们靠近香菜时，香菜所散发出来的(E)-2-癸醛类和(E)-2-十二醛类就会与 OR6A2 受体特异性结合，并激活该受体，从而让突变者感受到了肥皂味。

在全球范围内，不同国家或地区不爱吃香菜的人群比例也是不一样的。与欧洲人相比，非裔美国人、拉丁美洲人、东亚人和南亚人能把香菜吃出肥皂味的比例会大大减少。

德系犹太人14.1%
南欧人13.4%
北欧人12.8%
非裔美国人9.2%
拉丁裔人8.7%
东亚人8.4%
南亚人3.9%

不同地区吃香菜有肥皂味的人口占比。

调查还发现，不同的性别感受香菜气味的灵敏度也是不同的，女性比男性更容易察觉出香菜中的肥皂味。

2，除了基因突变，环境因素也会导致人们不喜欢吃香菜

科学家们发现，环境（比如饥饿、吸烟等）可以在基因上留下标记 ，这种标记也可以在代际之间传递。好比不同颜色的荧光笔和贴纸在这份基因说明书上做出各种记号，并不需要真的改变原有的字符。而说明书会带着这些标记传递给后一代人，甚至后两代人。

尽管上面的研究提供了嗅觉受体的遗传变异与香菜味觉感知有关的直接证据，受体基因突变对香菜气味的感知产生了很大影响，从而导致一部分人群不喜欢香菜，但遗传变异只能对 5%的不喜欢吃香菜的人群的做出解释。

每个人不喜欢香菜的原因是不同的，除了遗传原因外，还有很大一部分人是受环境因素的影响而不喜欢香菜的。其中一些不喜欢香菜可能归结为单纯的不喜欢吃它的口感，另一些人则由于家人的影响导致不喜欢吃香菜。

可以靠疯狂吃香菜，让讨厌香菜的嗅觉和味觉“免疫”从而爱上香菜吗？有一些证据表明，可以通过反复接触某种食物来克服他们的厌恶。如果是基因突变导致的厌恶香菜，这辈子几乎是不可能爱上香菜的，谁会通过疯狂地吃“肥皂”而爱上吃“肥皂”呢？如果是身边的人不吃香菜，导致自己也不喜欢香菜的味道，倒可以尝试一下多吃香菜，或许最后会接受并爱上香菜的味道。

除了香菜，还有哪些食物

不同的人吃起来味道不一样？

意大利的一项研究表明，有的人还会在吃奶酪的时候吃出肥皂味，科学家们对 219 位测试者进行了试验，有三分之二的受试者会觉得戈尔根朱勒干酪（Gorgonzola，一款意大利蓝纹干酪）有肥皂味，并发现 SYT9、PDE4B、AVL9、HTR1B 这四个基因参与人体对奶酪的嗅觉或味觉感知，其中 HTR1B 基因附近的单核苷酸多态性影响不同人群对这种奶酪的喜爱程度。

还存在着一类人不喜欢吃西兰花，因为他们受不了西兰花的苦味。苦味？你或许会说西兰花并不苦啊……

其实有些人吃西兰花的苦味来源于一种叫作 6-n-丙基硫氧嘧啶 (PROP) 的化学物质，能尝出西兰花苦味的人群被称为“超级味觉者”或“超级品尝者”，他们的味蕾和感受器数量比普通人多 2~3 倍，所以对味道的感知比一般人强。同时大多数超级味觉者都有 TAS2R38 基因，该基因使超级味觉者对所有食物和饮料中的苦味都敏感，超级味觉者可能看起来像挑食者，不仅不喜欢吃西兰花，他们甚至可能会因为菠菜、咖啡、啤酒和巧克力等食物太苦而不吃。

那些对西兰花、菠菜、黄瓜、咖啡、巧克力等诸多食物都很挑剔的人可能并不是挑食，而是因为他们是超级味觉者。

因此，环境改变甲基，从而影响基因。

给基因做标记当然不是用荧光笔，而是一种叫“甲基”的化学基团，它的作用类似开关。染色体长得像一个纺锤，而DNA长链就像棉线一样缠绕在纺锤上。稍有不同的是，DNA长链先缠绕在一种叫做“组蛋白”的小纺锤上，这些小纺锤构成的长链再缠绕到染色体这个大纺锤上。

当某些缠绕的部分松开时，甲基基团就可以和这部分的DNA或组蛋白结合，这叫做甲基化。甲基化可以调控基因表达，也就是关闭或开启基因。甲基化并不是唯一的基因调控方法，但是是最普遍的。

3，营养的力量，可以调控基因

看到这里了？谢谢你的耐心。那么我们要回到最开始的问题，营养跟这些基因调控什么的，到底有什么关系呢？

（1）营养能影响基因表达

不需要改变基因，只需要提供正确的营养素，这些小豚鼠的健康状况就如此不同。这是营养影响基因调控的一个有力证明。

（2）营养会影响甲基化

而“饮食”，更确切地说，饮食中包含的营养素，正是非常重要的环境因素。对基因的调控不当，比如低甲基化，会导致各种慢性疾病的发生。甲基化失衡也是肿瘤发生的表观遗传标记之一。

造成低甲基化的原因之一就是甲基化的原材料不足。这些原材料，也叫“甲基供体”，包括：叶酸，维生素B12，胆碱（一种B族维生素复合物），omega-3脂肪酸，以及多种矿物质和必需氨基酸。

富含甲基供体的食物

哪些食物富含“甲基供体”呢？——动物内脏，贝类，蛋类，蔬菜。注意，高糖饮食会上调炎症反应蛋白，反过来造成甲基化失衡。

除了营养之外的环境因素，还包括长期慢性压力，炎症等。

4，咖啡与酒精的特异性分解酶

在睡眼惺忪的早晨，或是慵懒小困的午后，很多人会选择来一杯咖啡提提神。每当路过街角的咖啡店，也常常会被咖啡那难以抗拒的醇厚香气引诱进去。然而，有一部分人却对咖啡望而却步，与其他人不一样的是，他们喝过咖啡后会出现胃痛、心悸、血压升高等不良反应。

为什么一些人一天能喝好几杯咖啡，一些人喝一杯就受不了？

我们每天能耐受咖啡的量与一个名为PDSS2的基因相关。这一特定基因的变化可能会抑制细胞分解咖啡因的能力，导致咖啡因在体内停留时间更长，也就是代谢更慢。携带变异基因的人对咖啡因的耐受能力较差，能喝的咖啡也较少。

研究发现，人体PDSS2基因的表达水平与咖啡的代谢水平成反比：PDSS2基因表达水平越高，饮用咖啡的量越低。之前的研究显示，PDSS2基因可以抑制肝脏中与代谢咖啡因相关的CYP1A2基因的表达水平。

咖啡因代谢在肝脏中完成，CYP1A2基因可以产生细胞色素氧化酶P450 1A2。这种酶可以协助人体代谢咖啡因，决定了每个人清除咖啡因的能力。那些产代谢酶较少的人，需要花更多的时间清除体内的咖啡因，咖啡因作用时间更持久，且副反应更多更持久。相反的，那些有很多咖啡因代谢酶的人往往需要通过更多更频繁地摄入咖啡因来保持其预期作用。

因此，科学家们认为，如果PDSS2基因表达水平高，那么与分解咖啡因相关的CYP1A2基因的表达水平就会下降，导致代谢酶较少，使得咖啡因在体内长时间累积，会产生头痛，心跳过速，失眠等一系列不良反应。

说的这样多，你听明白了吗？小编通俗的给你讲一下吧，CYP1A2基因和细胞色素氧化酶P450 1A2是一辈子的好基友，俩人经常跟一个叫“咖啡因”的小屁孩过不去。后来“咖啡因”结识了有权有势的土财主PDSS2基因，并认作干爹。俗话说：干爹一出手，就让你停手，于是“咖啡因”横行乡里无人能惹。如果这一过程发生在你的身体里，那么你的咖啡因代谢能力就差。

同时，人体处理咖啡因的能力也有性别差异，女性天生的代谢比男性快些。巴塞罗那大学的一项研究实验中，一组大学生标准化地摄入咖啡因10分钟后，当其在男女组中同时起效时，发现咖啡因对男性的影响更强烈一些。

酒精的情况有些类似。

在以往的时候，我们很多人会认为这是能喝的表现，其实不然。那喝酒脸红，是不是体内没有分解酒精的酶呢？

喝酒脸红的人，并不是完全没有分解酒精的酶，人体中会有两种酶参与酒精的分解和代谢：乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶，它们都是由我们的肝脏合成的，之所会有部分人喝酒脸红，可能是肝脏中后一种酶的含量不高，或者是合成出现了问题了。

我们根据酒精在体内代谢的过程，来解读喝酒脸红的人缺少的是哪种酶：酒精也就是乙醇，与我们吃的食物不同，食物被机体吸收利用前需要经过消化，而酒精不是，酒精属于小分子，可以直接通过小肠吸收入血，围绕着消化道周围的毛细血管汇合到静脉，然后富含酒精的血液被运输到肝脏，肝脏便开始了它的工作，负责把有毒的乙醇，降解为乙醛，再分解为无毒的乙酸（也就是醋的主要成分），乙醛会被进一步被分解成为二氧化碳和水排出体外，中间产生的能量会用于机体供能或转化为脂肪存储。

而开始时提到过，喝酒脸红的人，可能缺少的并不是第一种分解乙醇的酶，而是缺乏分解乙醛的酶，也就是乙醛脱氢酶。因为当乙醇被分解为乙醛时，如果乙醛不能被快速的降解，那么它会引起，面部毛细血管扩张，也就出现了脸色潮红的现象，同时部分较严重的人群还可能伴有心悸或血压下降等不适症状。

喝酒脸红的人，是不是体内没有分解酒精的酶？

那么，缺乏乙醛脱氢酶时，乙醛是如何进一步分解的？

酒精的代谢主要在肝脏，在一定时间内，一个人的身体所能容忍的最大酒精量是受肝脏储存的两种解酒酶的限制，也就是说，当你摄入的酒精量大于你肝脏中所储存的酶的量时，多余的酒精分子将会一遍又一遍的在血液中循环，直到酶能够降解它们。

上面解释完酒精在体内的代谢过程，我们可以了解到酒精在等待分解时会随着血液流通到身体各个器官，对机体的危害也是这时候发生的，酒精及其代谢产物（自由基等）不仅影响肝脏的健康，对大脑、心脏等各器官都会有一定影响。

喝酒脸红的人，是不是体内没有分解酒精的酶？

同时长期饮酒，还会抑制和干扰机体对各种营养素的吸收和正常代谢，例如酒精会导致小肠细胞吸收维生素B1、叶酸、维生素B12等维生素的能力下降，还会影响维生素A转化为维护视力健康所需的形式。对于经常喝酒的朋友来说，要注意上述营养素的补充，经常吃些豆制品、绿叶蔬菜以及粗粮，来避免因饮酒导致的营养素缺乏。

另外，也要注意肝脏健康的保护，饮酒对肝脏的损伤会降低肝脏合成解酒酶的能力以及肝脏的正常功能，这时可以通过摄取富含蛋氨酸等必须氨基酸的食物如蛋类、奶类以及富含多种维生素、矿物质、膳食纤维和抗氧化物质的新鲜绿叶蔬菜和水里以及粗粮等来促进和维护肝脏的健康以及代谢能力，降低和缓解酒精对肝脏的损失，此外可以经常吃些富含谷胱甘肽的食物，谷胱甘肽可以提高肝脏的解毒能力，对脂肪肝的形成也有一定的抑制作用。

5，限时进食好处多，对全身基因表达都有影响

近年来，间歇性禁食得到越来越多减肥人士的推崇。间歇性禁食通常有两种方式，其一是在一周中有两天只吃一顿中等量的餐食，即5:2方法；其二是把当每天摄入食物的时间限制在数小时的时间窗内，即限时进食（Time-Restricted Eating，TRE），是一种更为灵活的方式。

过去的研究表明，TRE除了在改善体重和心脏代谢健康指标上具有积极影响，还对代谢健康有许多减肥之外的益处，包括改善血糖调节、运动能力、耐力、运动协调、睡眠、血压、肝甘油三酯、血脂、心脏功能和肠道健康，以及肿瘤生长、癌症风险和神经退行性疾病严重程度的降低。这是由于进食与内源性昼夜节律的同步也同步了外周代谢器官的代谢，降低了慢性病的风险。

不过，限时饮食如何在分子水平上影响身体，以及其对身体的改变如何在多个器官系统中相互作用，尚不清楚。为此，Salk研究所的科研人员从限时进食的小鼠的22个器官和大脑中收集组织样本并分析基因变化，结果发现，这22个区域的基因表达均受到限时进食的影响，限时进食对改善健康存在广泛意义。

研究人员将小鼠分成两组，喂养以相同的高热量食物，其中一组限制在每天9小时的进食窗口内进食（Time-restricted feeding，TRF），另一组则为等热量的自由进食（ad libitum feeding，ALF）。7周后，研究人员在24小时内每隔2小时采集22个器官和大脑区域的样本并分析其转录组的节律变化。由于小鼠被安置在更接近自然生活条件的光暗循环下，因此这里的节律特指昼夜节律（diurnal）而非生理节律（circadian），而后者通常会将小鼠置于恒暗的条件下进行评估。

对不同组织中的DE基因和节律基因进行过度表达分析（overrepresentation analysis，ORA）发现，在肝脏、骨骼肌、eWAT、肠道、心脏等部位，TRF影响了葡萄糖代谢、脂肪酸代谢途径、炎症信号、免疫激活、线粒体组织、自噬等通路，在多个组织中阻止了高脂肪饮食诱导的生理缺陷。

TRF增加了大多数组织中几个核心时钟基因的振幅，而某几个时钟基因在多个组织中仅在TRF条件下具有节律性，即ALF条件下的致肥饮食对某些时钟基因节律性引起的抑制，能够通过TRF干预得以恢复。

肝脏是重要的代谢中心，TRF条件下肝脏代谢组发生显著变化，节律性代谢物的数量上升，节律性的峰值相位也受到影响。导致胰岛素抵抗的脂质水平在TRF条件下下降且节律性消失，为肝脏胰岛素敏感性改善提供了解释。其他几个组织的情况还表明，TRF能够增强营养信号和生物钟依赖性基因表达之间的耦合，从而改善代谢灵活性并促进健康。

以上结果为了解限时进食如何帮助控制糖尿病、应激障碍等诸多疾病提供指导，也为研究轮班工作如何扰乱人体24小时生物钟并诱发消化系统疾病和癌症提供了新的思路。接下来，Panda教授将率领团队进一步研究限时进食对特定条件或系统的影响，比如动脉粥样硬化，这对于许多疾病来说将具有指导意义。