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由英國倫敦大學(xué)瑪麗皇后學(xué)院主導(dǎo)的新研究，揭示了母親懷孕期間的飲食可能是如何*性地影響孩子的，并且解釋某些疾病，如2型糖尿病和肥胖是如何遺傳的。
研究發(fā)現(xiàn)孩子的某些特性，如體重，可以通過基因組中某個意想不到的區(qū)域發(fā)生遺傳變異而被重塑。
截至目前為止，遺傳研究已經(jīng)無法充分解釋其中一些疾病，包括2型糖尿病和肥胖的遺傳過程。
這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在科學(xué)雜志上，劍橋大學(xué)和倫敦大學(xué)國王學(xué)院共同署名一作，可以為這些疾病遺傳環(huán)節(jié)中的研究難題提供一些線索。
研究結(jié)果表明，核糖體DNA的遺傳變異可能引導(dǎo)子宮內(nèi)環(huán)境改變，從而決定后代的特性。核糖體DNA是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的遺傳物質(zhì)——它可以指導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)核糖體的合成。
來自倫敦大學(xué)瑪麗皇后學(xué)院的研究員Vardhman Rakyan教授說：“核糖體DNA遺傳變異似乎發(fā)揮著如此重要的作用。這一事實(shí)表明，許多人類遺傳學(xué)的研究可能錯過了一個關(guān)鍵部分。這些研究只分析了個人基因組的一個拷貝，卻從來沒有分析核糖體DNA“。
“這可能是為什么我們只能解釋很多健康狀況的一小部分遺傳性的原因。明白這一點(diǎn)，對于代謝性疾病，如2型糖尿病具有很大意義。”他補(bǔ)充說。
表觀遺傳學(xué)和后代
環(huán)境因素，如飲食、壓力和吸煙，與宮內(nèi)環(huán)境的遺傳因素一起，影響著后代成年后的特性。正是這種不斷發(fā)展的遺傳編程，可能導(dǎo)致了肥胖的加劇。
表觀遺傳學(xué)是這一進(jìn)程的重要貢獻(xiàn)者。表觀遺傳學(xué)是指控制著基因“開”或“關(guān)”的DNA外部修飾。這些修改不改變DNA序列，但會影響它的表達(dá)。
其中一種這樣的修飾包括以化學(xué)基團(tuán)甲基標(biāo)記DNA。這些表觀遺傳標(biāo)記決定哪些基因表達(dá)或不表達(dá)。
已經(jīng)提出，當(dāng)宮內(nèi)環(huán)境差時，后代的表觀遺傳信息會相應(yīng)發(fā)生變化。
該研究小組比較了低蛋白飲食（8％的蛋白質(zhì)）和正常蛋白飲食（20％的蛋白質(zhì)）如何影響孕鼠的后代。斷奶后正常飲食，研究人員觀察后代DNA甲基化的所有差異。
低蛋白飲食導(dǎo)致后代體型變小
zui初，研究小組什么都沒發(fā)現(xiàn)，但以不同的方式分析核糖體的數(shù)據(jù)后，他們發(fā)現(xiàn)了巨大的表觀遺傳學(xué)差異。
“當(dāng)細(xì)胞經(jīng)受惡劣條件時，例如，營養(yǎng)水平低下，他們將改變蛋白質(zhì)合成作為一種生存策略。在我們的低蛋白飲食母鼠組，我們看到他們后代的rDNA甲基化了。這減緩了他們后代rDNA序列的表達(dá)，而這可能影響核糖體的功能，并導(dǎo)致后代的體型變小—— 體型比正常小25％。“Rakyan教授說。
這些表觀遺傳效應(yīng)發(fā)生在后代在宮內(nèi)發(fā)育的關(guān)鍵時間段上，而這些影響在成年時期是*性的。一位母親在懷孕期間的飲食，對后代的表觀遺傳狀態(tài)和體重的影響，比后代斷奶后的飲食本身更大。
Rakyan教授指出，在檢測基因*相同的小鼠rDNA基本遺傳序列時，小鼠個體之間的rDNA基因并不*相同，甚至在一只小鼠中，rDNA序列的不同拷貝在遺傳上也不*相同。rDNA的這些變化確定后代的特性。
在每個特定的基因組中都有多個rDNA拷貝。研究小組發(fā)現(xiàn)，并非所有rDNA的拷貝都會在表觀遺傳學(xué)上作出反應(yīng)。低蛋白飲食的孕鼠的后代似乎也只有一種形式的rDNA，即“A變”，發(fā)生了甲基化并且影響了體重。
“A-變”rDNA越多的那些老鼠，發(fā)育成了所有后代體型zui小的。
2型糖尿病的遺傳率估計(jì)約為25-80％之間，但基因組研究結(jié)果只占遺傳率的20％。該rDNA序列的遺傳變異所起的顯著作用可以部分解釋遺傳率缺失。
調(diào)查結(jié)果還顯示，高脂肪飲食孕鼠的后代rDNA甲基化增加。作者提出，甲基化可能是一個普遍的應(yīng)激反應(yīng)，也許還可以解釋*都在上升的肥胖率。