研究人員表示,女性在受孕時的飲食可能會導致其子女的DNA發生持久改變,從而可能影響他們的發育。
在一項新的研究中,研究人員分析了西非甘比亞農村地區婦女的飲食,這些婦女的飲食在每年隨著雨季和旱季的變化而發生重大變化。
該研究的作者、貝勒醫學院的營養表觀遺傳學家羅伯特·沃特蘭德說:“雨季通常被稱為‘飢餓季節’,旱季則被稱為‘收穫季節’。在雨季,村民們有更多的農活要做,他們會逐漸耗盡上次收穫的食物。”
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這些婦女全年食用的主食包括大米、一種叫做小米的穀物、花生和木薯。但在雨季,她們會吃更多類似菠菜的綠葉蔬菜,這些蔬菜富含葉酸,葉酸是懷孕期間特別重要的一種營養素。
科學家們研究了84名在雨季高峰期受孕的孕婦和83名在旱季高峰期受孕的孕婦的血液中營養素的濃度。此外,他們還分析了這些婦女的嬰兒在2至8個月大時六個特定基因的DNA。[孕婦影響嬰兒的7種方式]
研究人員發現,在所有六個基因中,在雨季受孕的嬰兒DNA中的“甲基化”率始終較高。甲基化是對DNA所做的改變——是將甲基基團新增到DNA鏈上,這是一種所謂的表觀遺傳修飾——並且是一個可以使基因表達沉默的過程。
研究人員說,甲基化通常取決於葉酸、膽鹼、蛋氨酸以及維生素B2和B6等營養素。在這項研究中,嬰兒基因中的甲基化與母親血液中的各種營養素水平有關。
倫敦衛生與熱帶醫學院的高階研究作者布蘭溫·亨尼格在一份宣告中說:“我們的結果首次在人類身上證明,母親在受孕時的營養狀況可以改變其子女基因的解讀方式,併產生終身影響。”
之前在動物身上進行的研究表明,受孕前的環境影響可能會導致後代的表觀遺傳改變。例如,2003年的一項研究顯示,雌性小鼠的飲食可以透過永久性地改變DNA甲基化來改變其後代的毛色。
沃特蘭德說:“DNA上的這些特定的表觀遺傳標記非常穩定——據我們所知,基本上是永久性的。”
過去的研究表明,環境影響也可能在人類發育過程中產生表觀遺傳效應。例如,荷蘭婦女在二戰後懷孕期間是否遭受饑荒顯然會影響她們的孩子後來是瘦還是胖。
沃特蘭德說,然而,很少有強有力的證據表明,環境因素可以觸發整個人體DNA的永久性改變。
沃特蘭德說:“同樣重要的是要注意,她們的飲食並不是唯一改變的事情——由於雨季的農活,她們的身體活動量增加了,這導致了雨季的體重減輕和旱季的體重恢復。這些變化會導致女性體內迴圈的營養物質發生變化。”
在新的研究中,在嬰兒的血液和毛囊DNA中都發現了幾乎相同的表觀遺傳效應。沃特蘭德說:“這表明這些孩子身體的所有細胞都具有與其受孕季節相關的相同標記。”
這些表觀遺傳效應對兒童的長期影響仍然未知。沃特蘭德說:“我們希望建立一個目錄,列出人類基因組中所有可能因飲食而發生表觀遺傳改變的區域。這將有助於我們瞭解這些變化可能在疾病中發揮的作用,以及哪些特定的疾病最有可能具有表觀遺傳成分。”
該研究的作者、倫敦衛生與熱帶醫學院的安德魯·普倫蒂斯在一份宣告中說:“我們的最終目標是為準媽媽們定義最佳飲食,以防止甲基化過程中的缺陷。 懷孕前的葉酸已經被用於預防胚胎缺陷。”
“現在我們的研究表明,需要一種營養素組合,這種組合可以來自飲食或補充劑。”
科學家們今天(4月29日)在《自然通訊》雜誌上線上詳細介紹了他們的發現。
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