對進(jìn)化生物學(xué)家來說，最好的實(shí)驗(yàn)就是那些已經(jīng)自然發(fā)生的現(xiàn)象。千百年來，人類已經(jīng)適應(yīng)了各自生活著的不同環(huán)境，并根據(jù)這種環(huán)境發(fā)生了改變?，F(xiàn)在一項(xiàng)發(fā)表在科學(xué)雜志上的新研究發(fā)現(xiàn)這種適應(yīng)已經(jīng)使得生活在格陵蘭的因紐特人發(fā)生了基因變異，這種變異能幫助他們對抗他們那高度依賴魚類和海洋哺乳動(dòng)物的高脂肪飲食帶來的不良影響。

該研究能幫助我們理解遺傳多樣性通過飲食對我們健康的影響，并最終根據(jù)個(gè)人的基因組成形成個(gè)性化飲食。

自然選擇和飲食

飲食能影響自然選擇的最強(qiáng)證據(jù)要數(shù)乳糖酶基因的變化，乳糖酶能幫助我們消化牛奶中的乳糖。在許多哺乳動(dòng)物和人類的身上，這種能力在他們斷奶之后就消失了。但那些攜帶了選定的基因變異體的人，這種能力卻能維持到他們成年。在這些個(gè)體身上，基因突變?yōu)樗麄兲峁┝撕軓?qiáng)的選擇優(yōu)勢，因?yàn)樗麄兡軓呐Ｄ讨蝎@得額外的營養(yǎng)。

更主要的是，基因變異的人能更有效地消化食物，他們生存下來的機(jī)會(huì)和生育健康孩子的機(jī)會(huì)更大，并將這種能力通過基因傳遞下去。隨著時(shí)間的流逝，這些后代在人群中所占的比例也更大。感謝統(tǒng)計(jì)方法，科學(xué)家們得以了解到遺傳多樣性的具體模式。

上文提到的最新研究分析了191人體內(nèi)的遺傳多樣性，這些人的格陵蘭當(dāng)?shù)厝?，他們的祖先是因紐特人。接著研究人員將他們的基因組與60名歐洲人和44名來自中東人的基因組進(jìn)行對比。

研究團(tuán)隊(duì)特意觀察了原先與心臟病和代謝性疾病有關(guān)的遺傳標(biāo)記，發(fā)現(xiàn)相比另外兩組人，格陵蘭因紐特人的一組基因發(fā)生了很大變化。這些基因編碼控制FADS1、FADS2和FADS3這些酶的合成，它們決定了人體多元不飽和脂肪酸的濃度。

這些脂肪酸是脂肪組織的重要組成，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)因紐特人發(fā)生的基因變異能幫助他們的身體產(chǎn)生更少的脂肪酸。雖然多元不飽和脂肪酸并非那種壞脂肪，但通過飲食改變一種脂肪酸的產(chǎn)生會(huì)影響所有的脂肪酸。研究作者猜測因紐特人體內(nèi)脂肪酸數(shù)量的減少可以抵消他們通過魚和海產(chǎn)攝入的大量omega-3(多元不飽和脂肪酸的一種)。

他們估計(jì)這種選擇早在兩萬年前就對生活在Beringia的因紐特人祖先的基因起作用了。

因紐特人身材更矮

大部分基因組掃描只能提供局部證據(jù)，這是因?yàn)槿藗兩胁磺宄具m應(yīng)的分子機(jī)制。因此雖然科學(xué)家們能看到遺傳性變異，但他們無法說明白它如何影響人體。為了進(jìn)一步理解因紐特人整體健康與特定基因之間有何聯(lián)系，研究人員們將收集到的格陵蘭人臨床資料當(dāng)做人口健康普查的一部分。

他們發(fā)現(xiàn)因紐特人身上發(fā)生的基因變異與更低的壞膽固醇含量和更低的胰島素含量有關(guān)，這能幫助他們抵抗心血管疾病和糖尿病。這種變異似乎也將他們的身高削減了兩厘米。這也許是因?yàn)橹舅嵊绊懥松L激素的調(diào)節(jié)。

有趣的是，這是人類已知的身高受到的影響最大的案例。研究人員們發(fā)現(xiàn)能導(dǎo)致因紐特人變矮的變異基因也能讓歐洲人變矮，但許多大規(guī)模研究忽略了這一點(diǎn)。該研究顯示調(diào)查適應(yīng)極端環(huán)境的原住民是確定影響復(fù)雜特性遺傳因素的好方法。

邁向營養(yǎng)基因?qū)W的一步？

要想理解選定的基因變異如何改變脂肪酸的濃度，仍需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。雖然該研究指出了變異基因所在，但其中發(fā)揮作用的確切機(jī)制仍有待我們發(fā)掘。有可能研究人員指出的不同脂肪代謝基因變異都發(fā)揮了作用，包括當(dāng)前研究中尚未發(fā)現(xiàn)的變異。

因紐特人的心血管疾病發(fā)病率較低，先前人們以為這與他們攝入的大量魚油和omega-3有關(guān)。然而，因紐特人發(fā)生基因突變從而適應(yīng)了他們的飲食比這種飲食對人有益更加能解釋其中的原理。研究人員和衛(wèi)生官員長期以來都認(rèn)為魚油能夠保護(hù)人們不受心臟病的困擾，新研究對此提出了質(zhì)疑。因紐特人大吃特吃omega-3脂肪酸可能有好處，但并非我們所有人都能如此。

這種基因-飲食和疾病的相互作用在將來可能會(huì)成為個(gè)性化營養(yǎng)建議的工具，在改善我們的健康并預(yù)防疾病的營養(yǎng)基因?qū)W領(lǐng)域它有可能會(huì)成為主角。

[桃子 via Theconversation]