人如其食——而你所吃的食物可能編碼在你的 DNA 中。研究表明，你的基因在決定你認為哪些食物美味或噁心方面發揮作用。但它們到底發揮了多大的作用一直難以確定。“一切都有遺傳成分，即使它很小，”喬安妮·科爾說，她是一位遺傳學家，也是科羅拉多大學醫學院的助理教授。“我們知道，我們吃我們所吃的食物，這在一定程度上是遺傳因素造成的。我們能否更進一步，真正找出基因組中的區域？”
科爾領導的新研究更進一步。透過大規模基因組學分析，她的團隊已經確定了 481 個基因組區域或位點，這些區域或位點與飲食模式和食物偏好直接相關。這些尚未經過同行評審的發現上個月在美國營養學會年度旗艦會議上公佈。它們建立在科爾及其同事於 2020 年發表在《自然通訊》上的研究的基礎上，該研究使用了英國生物銀行的資料，這是一個包含 50 萬參與者的遺傳和健康資訊的公共資料庫。透過掃描基因組，新的分析能夠集中在 194 個與飲食模式相關的區域和 287 個與特定食物（如水果、乳酪、魚、茶和酒精）相關的區域。進一步瞭解遺傳學如何影響我們的飲食習慣，可能會揭示營養需求或疾病風險的差異。
“許多基因組學研究的問題之一是它們規模很小。他們沒有足夠的人真正能夠以可信的方式識別基因。這項研究有一個龐大的人群佇列，所以這非常強大，”密歇根大學副教授莫妮卡·杜斯說，她沒有參與這項新研究，但研究了基因與營養之間的關係。“我認為另一件非常棒的事情是，他們測量了如此多不同的飲食性狀。他們有膽固醇、身體、社會經濟背景。”
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
隨著研究的進展，杜斯說，這種基因組分析可能有助於醫療保健提供者——甚至政策制定者——解決影響食物獲取和健康的更大問題。“與其執著於告訴人們吃這個或那個，不如將其與確保沒有‘食物沙漠’聯絡起來，或者確保有更高的最低工資——這些事情具有更廣泛的影響，”她說。
《大眾科學》與科爾談論了這項新研究以及它告訴我們關於我們的基因與食物之間關係的資訊。
[以下是採訪的編輯稿。]
關於基因與飲食之間的聯絡，我們瞭解多少？
對此的研究已經有 100 多年了。最早的一些研究是遺傳力研究。遺傳力是遺傳學對性狀的貢獻量。因此，諸如身高之類的性狀，其遺傳性很強，遺傳力可能為 50% 至 80%。但是飲食可能具有非常小的遺傳力或遺傳成分，因為它受到許多其他重要因素的影響，例如社會經濟地位、文化、教養以及所有這些與你的 taste 或食物喜好無關的其他因素。直到過去 15 年左右出現了更新的方法，我們才能使用數千名遠親個體[研究食物的遺傳關聯]。它有助於消除混亂的環境成分，我們可以更準確地估計遺傳力。
2020 年，我做了一項遺傳力分析，我們掃描了基因組，以找到與[食物和飲食]統計相關的區域，並縮小了這些區域的範圍。我發現大多數飲食性狀的遺傳成分中位數僅約為 5%。這意味著它們是超級環境性狀——但是這並不意味著這 5% 就無關緊要。因為我們現在有了這些大資料，我們可以研究這 5%。
您在最近的基因組關聯分析中發現了什麼？
我們發現了基因組中可能影響各種飲食性狀的區域，包括水果、家禽或魚類攝入量或不同種類的咖啡或酒精攝入量。我們還能夠看到一些與更復雜的飲食模式相關的遺傳關聯，例如你是否吃健康飲食與不健康飲食。
對飲食影響最強的一些基因，我發現最引人注目的是 taste 受體、嗅覺受體和消化酶基因。這包括苦味 taste 受體基因——最著名的影響十字花科蔬菜的攝入量，如球芽甘藍。在我們的飲食中，我們通常一起吃各種食物，因此我們吃的食物通常相互關聯。但我們識別出的嗅覺受體基因非常具體。其中一個與乳酪有關，與其他任何東西都無關。有一個非常特定於水果。有一個非常特定於蔬菜。有一個非常特定於咖啡。
基因組中有一個區域的嗅覺受體與某人喝多少茶有關——這有一個非常有趣的故事。研究人員發現了一種基因型，或遺傳變異的不同版本，可以解釋某人嗅到一種叫做β-紫羅蘭酮的化合物的能力。如果你有這種嗅覺受體基因的一個版本，那麼你可以聞到 β-紫羅蘭酮，如果你有另一個版本，那麼你[對氣味不太敏感或]根本聞不到。事實上，β-紫羅蘭酮存在於許多東西中——例如菸草、葡萄、橙汁、木瓜、桃子、覆盆子、留蘭香和茶。因此，這種基因型的一個版本可能會在一定程度上決定你是否吸菸，因為它存在於菸草中，或者你是否吃葡萄或喝橙汁或茶。
您是如何梳理出其他影響因素的，例如環境和社會因素？
這在遺傳學領域是一個極其困難的問題。這些與飲食相關的遺傳關聯的主要侷限性之一是它們受你的環境、教育程度、社會經濟地位和收入的影響很大。
我們又如何知道基因實際上是否影響飲食攝入量，還是另一個性狀？一個很好的例子是增加你患糖尿病風險的基因。當你患有糖尿病時，你傾向於改變飲食以控制疾病。如果我們發現一個與糖尿病相關的基因，它看起來也與飲食有關，因為糖尿病與飲食有關。
我做了一項分析，基本上是採用你已知與水果攝入量密切相關的遺傳變異，看看它是否也與其他性狀有關——無論是健康性狀，如糖尿病，還是生活方式性狀，如社會經濟地位。如果遺傳變異與環境、健康狀況或所有其他影響飲食攝入量的外部因素有更強的關聯，那麼它可能與直接機制（如消化或 taste）無關。
我的目標是找到與飲食攝入量真正密切相關的基因，而不是其他疾病，因為我想看看我們是否可以作用於這些基因的生物途徑。例如，我們可以改變與[特定受體]結合的 flavor 化合物，以引發不同的腦部反應。也許這可以提高人們對更健康食物的營養依從性，以進行疾病管理。
您希望這項研究接下來走向何方？
我認為我們可以進行一系列的研究和分析。這只是冰山一角。既然我們已經有了基因組中的這些區域，讓我們弄清楚它們，並識別出那些對飲食攝入量有直接機制影響的基因。
感覺機制是我最喜歡的機制之一，因為我認為我們可以真正將它們用作工具。它們往往是這些鎖和鑰匙受體，如果我們創造出不同的鑰匙，我們或許能夠改變結合。所以我認為，在科學上，有可能對它們進行干預。我特別感興趣的一件事是瞭解擁有不同的基因型，特別是這些感覺基因的基因型，如何改變大腦中快樂和獎勵區域的啟用。我想知道我們是否可以開始創造合成或甚至天然化合物，這些化合物可以改變某人對健康或不健康食物的快樂反應——如果我們幾乎可以將此用作補充劑來改變人們喜歡或不喜歡食物的方式。Flavor 實際上是食物選擇的第一驅動力，即使在所有其他影響某人是否吃某些食物的因素中也是如此。那麼，我們能否通過了解生物學來修改對 flavor 的感知？
還有一些空間來評估某些食物是否實際上影響了不同的健康狀況。不幸的是，在營養領域，已經有很多基於相關的研究。它們是說某種食物與降低膽固醇相關的研究，但許多此類研究在人體隨機對照試驗中並不成功——這真的很難做到而且很昂貴。遺傳學中有一種稱為孟德爾隨機化的方法，它可以模擬隨機對照試驗，因此我們可以測試不同食物和不同疾病之間的因果關係而不是相關性關係。透過識別基因組中影響飲食攝入量的這些區域，我們可以將它們插入到這種方法中，並獲得更多關於某些食物實際上對哪些疾病有因果影響的資訊。