食物影響我們的基因?細胞代謝作用遠比想象重要

文章來源：蝌蚪五譜

最近刊登在《自然微生物》雜誌上的一篇文章指出，我們吃的食物可能會影響我們几乎所有的基因。研究者用酵母作為研究模型進行試驗，以此來模擬人體的一些基本過程。這項研究的結果表明：不僅基因的活動能影響新陳代謝，同時，新陳代謝也可以反之作用於基因，人體細胞對於營養物質的有效攝取也可影響基因。

細胞的行為主要由兩個因素決定，包括自身基因的影響和維持細胞正常功能的化學反應，也就是新陳代謝作用。新陳代謝主要有兩個目的：斷掉高能鍵，為機體供能；生細胞所需的所有化合物。

人們正探索生物的基因組，這相當於繪製一個生物體的完整DNA“藍圖”。這張“藍圖”可以向人們提供豐富的信息，包括特定生物體的長相等等。但是，現在這張圖繪製得並不完整，其中的困難在於：某種基因可以被其他基因或DNA的某個區域調控，或是被後天因素改變—比如一些小分子會附在DNA鏈上，像一個開關一樣改變基因的表達。

先前的研究暗示了代謝網絡也可能對基因起到調控作用。代謝網絡，是生物體中的一系列生化反應的總稱。這些反應主要取決於細胞攝取的營養物質。這些營養物質包括糖、胺基酸、脂肪酸和維生素，這些都可以從我們日常所吃的食物中得到。

一個國際研究小組，在劍橋大學馬庫斯博士和弗朗西斯？克裏克研究所的主導下，驗證了這種情況發生的程度大小，明確了新陳代謝在細胞最基礎的功能中所起到的重要作用。他們的實驗對象還是酵母細胞。酵母是用於大規模實驗的理想模型。因為它操縱起來比動物模型簡單得多，並且它許多重要的基因和基本細胞機制與動物和人類相同或非常相似。

研究者控制酵母細胞中主要代謝物的水平，並探索這種改變對基因的行為和基因表達物的影響。結果顯示，細胞代謝改變能影響大約百分之八九十的基因的行為及其物的表達。

“細胞代謝對細胞本身起到的作用遠比我們之前認為的更加重要”，馬庫斯博士解釋，“細胞攝取的營養物質能影響几乎所有的基因。事實上，在許多情況下，這樣的影響效果非常明顯。改變細胞的代謝可能會完全改變基因的表達。

“傳統的觀點認為，由基因來控制營養物質分解成重要分子的過程。但現在已經明確，營養物質的分解也會影響基因的表達。”

研究人員認為，這一發現可能生廣泛的影響，包括對人體與某些藥物反應的了解。舉個例子，在癌症治療中，腫瘤細胞會形成多種遺傳突變，其根本是改變了細胞內的代謝網絡。反之，代謝網絡的改變會影響自身基因的行為。這可能解釋了為什麼一些藥物對於某些個體無效。

“我們的研究結果對於科學家還有一個重要意義，”馬庫斯博士，“生物實驗在實驗條件下不能重覆的時候，我們往往會責怪那個粗心的研究人員。然而可能的原因是，代謝上小小的差異就可改變實驗的結果。我們需要建立更加完善的實驗室規程，從而可以更好地控制代謝的誤差。這將幫助我們設計出更好的，更可靠的實驗。”(蝌蚪君編譯自phys.org，譯者 杜晟)