Nature吃菜对你的基因超有爱

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发表在《NatureCommunications》上的新研究发现,在我们的消化系统中,好细菌产生的一种化学物质,对细胞中的染色体产生了不同寻常的影响,这一发现有助于我们更好地理解饮食摄入与肠癌发展之间的关系。

当你狼吞虎咽的时候,肠道菌群不会老实待着,相反,新研究指出,它们会和你的遗传密码偷偷交流。

由英国巴巴拉罕研究所(BabrahamInstitute)的科学家领导的一个小组发现,人类结肠上皮组织中的DNA含有一种不寻常水平的化学物质,这种化学物质被认为是表观遗传开关,可以开启或关闭基因功能。

更细思极恐的是,他们发现,这些物质在我们脑子里的水平也提高了。

那么,这种神秘的化学物是从哪里来的呢?我们先来了解下两个DNA化妆手段。

DNA甲基化是较早发现和得到认可的一种表观遗传学修饰,而巴豆酰化(Crotonylation)近几年发现的一种基因编辑过程。

二者能通过调整周围的化学反应来操控基因是否表达,而不改变基因本身的代码,不过,它们的修饰方式不同。

甲基化就是在碱基胞嘧啶(cytidine,C)的嘧啶环上第5位碳原子加上一个甲基基团(-CH3),这个妆容不容小觑,对于维持正常细胞功能、传递基因组遗传印记、胚胎发育以及人类肿瘤发生起着至关重要的作用。

而巴豆酰化则是一种存在于组蛋白赖氨酸上的酰基化修饰,它会将乙酰基搬到组蛋白上,保持DNA链的有序排列,防止你出什么基因病(比如癌症)。

在这次研究中,科学家们在肠道组织中发现了异常丰富的巴豆酰化组蛋白,表明某些物质阻止了身体去除这些乙酰化基团,保留了巴豆酰化的胜利成果。

研究人员猜测这个小助手,来自我们的肠道菌群。

当蔬果中的纤维被肠道的常驻微生物发酵时,会产生一种叫短链脂肪酸(SCFA)的小有机分子。

SCFA是一种著名的去巴豆酰化酶(HDAC)抑制剂,反过来说,它可以促进肠细胞和类器官培养中的组蛋白巴豆酰化。

“SCFA是肠道内上皮细胞的关键能量来源,但我们的研究还证明,它们也会影响基因组中的巴豆酰化”来自BabrahamInstitute的主要作者Rachel研究员说。

为了证实健康肠道中的细菌的确产生了SCFA,研究人员给小鼠注射了抗生素,以消灭它们肠道内的大部分细菌。

结果发现,小鼠肠道内的SCFA水平下降了,组蛋白巴豆酰化水平也下降了,唯独HDAC2在结肠中的表达却增加了。

曾有研究表明,这家伙的表达与大肠肿瘤发生有关。

每年大约有,人死于结直肠癌,寻找更多预防手段和治疗疾病的方法是研究人员的首要任务。

鉴于微生物生成SCFA在调节免疫和细胞代谢中起到了重要作用,研究人员提出,微生物和染色质之间的信号传导可能是通过组蛋白巴豆酰化介导的。

他们未来将研究HDAC2表达、微生物群和SCFA之间的作用关系,并了解它们是如何影响了特定基因的组蛋白巴豆酰化和结肠癌进展,这或许有望加深我们对癌症治疗和其他疾病药物靶标功能谱的理解。

而对普通人来说,这项研究暗示了饮食会影响我们的基因表达,丰富了我们对饮食和肠癌之间的理解,提醒人类不但要保证自己的营养摄入,也要保证肠道居民的蔬果供应。

该研究的首席科学家Patrickvarga-weisz说:“我们的肠子是无数细菌的家,这些细菌有助于消化诸如植物纤维之类的食物。它们也会成为有害细菌的屏障,并搭建我们的免疫系统。”

总之,多吃蔬菜和水果,健康常伴你和我。

参考来源:

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