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點奶茶、果汁的時候，你會選擇幾分糖？生活經驗告訴我們，經常吃甜食的人通常更加“重口味”，會選擇更甜的食物。一項研究為解釋這個現(xiàn)象提供了啟發(fā)：果蠅實驗表明，高糖飲食會影響它們感知甜味的味覺細胞的基因表達，造成持續(xù)的影響，這可能促使它們維持這種不健康的高糖飲食模式。 圖片來源：Pixabay 來源 密歇根大學 翻譯 王千玥 編輯 戚譯引 一項來自美國密歇根大學的研究顯示，高糖飲食可將果蠅的味覺細胞重新編程，使其對糖的敏感度減退，進而在它們的舌頭上留下“分子記憶”。 研究者 Monica Dus、Anoumid Vaziri 以及合作者發(fā)現(xiàn)，高糖飲食會完全重塑果蠅的味覺細胞；它留下的分子記憶可持續(xù)存在，甚至當果蠅恢復健康飲食后仍揮之不去。對之前飲食的分子記憶或能將動物困在一種不健康的飲食行為模式中。他們的研究成果發(fā)表在《科學進展》（Science Advances）上。 沉迷甜食：表觀遺傳惹的禍 “當我們進食時，只需咀嚼幾口，食物便從口中消失。我們沒想過它會給我們的大腦帶來這樣的持久影響，”文章通訊作者，密歇根大學分子、細胞及發(fā)育生物學教授 Dus 說道，“但是當動物被轉移到一個不同的食物環(huán)境中，比如健康飲食，它們的細胞中仍保有高糖飲食的分子記憶。這表明過去的食物環(huán)境可能影響動物未來的行為?！?/span> 具體而言，研究者發(fā)現(xiàn)高糖飲食對果蠅口器中感知甜味的細胞進行重編程，導致它們功能衰退。這個重編程過程涉及一個稱為多梳抑制復合體 2.1（Polycomb Repressive Complex 2.1）的表觀遺傳調控因子，簡稱 PRC2。表觀遺傳調控因子是一組酶，能通過重塑染色質影響基因是否表達和表達的程度。染色質是構成染色體的遺傳物質，存在于從植物到人類的各種生物中。 這個案例中，研究團隊發(fā)現(xiàn)了當果蠅處于高糖飲食期間，在其負責感知甜味的神經元中 PRC2 在染色質上的分布方式發(fā)生了變化。他們發(fā)現(xiàn)這種改變可使某些基因激活，使另一些基因沉默——特別是與檢測甜度相關的基因。 對甜味麻木：沉默的甜味基因 “因此，通過這條具體的通路，高糖飲食可沉默感知甜味所需的基因”，Dus 實驗室的博士生、領導了這項研究的 Vaziri 說道，“更有趣的是，基因沉默帶來的影響是持續(xù)的，即便動物們擺脫了高糖飲食，與味覺相關的基因（表達情況）仍保持在變化之后的狀態(tài)，動物們依舊會經歷甜味感知缺陷?！?/span> 果蠅的口器中只含有約 60 個感知甜味的味覺細胞。研究者將果蠅分為對照組和高糖飲食組，經過一周的喂養(yǎng)后，從兩組果蠅中純化出這些味覺細胞，然后利用兩種技術來識別沉默的基因。一種技術涉及從這 60 多個細胞中分離核糖體（可與 RNA 結合合成蛋白質的細胞器），之后對其結合的信使RNA（mRNA）進行測序，來判斷某個基因是否被沉默。mRNA 是 RNA 的一種形式，將來自 DNA 的遺傳信息運送到核糖體上。 到高糖飲食的第 7 天，Vaziri 發(fā)現(xiàn)超過 80% 的甜味基因被沉默了。這是因為 PRC2 改變了它與 DNA 的結合情況，從而開啟了味覺細胞運行的“程序”。新“程序”讓味覺細胞對甜味的響應能力下降，幾乎對它們負責感知甜味的味覺細胞身份完全進行了重編程。 日益發(fā)福：早期高糖飲食的影響 “我們需要不僅把食物當成我們吃下去的東西，還要把它視為能影響我們未來行為和食物選擇的體驗。這就如同長大成人后，人生早期的創(chuàng)傷依然會在大腦中產生持續(xù)的影響。”Vaziri 說。 為了確認 PRC2 是基因沉默的原因，研究人員構建了該復合物的突變體，以探究它能否恢復相關基因在細胞中的正常表達。使該復合物發(fā)生突變后，他們發(fā)現(xiàn)果蠅感知甜味的能力并未下降。 有趣的是，仍能嘗出甜味的果蠅也能保持苗條。而那些甜味感知能力下降的果蠅則變得肥胖了。其中的原因要在 Dus 實驗室之前的研究中尋找答案，那項研究分析了糖如何干涉飽足信號。當果蠅對糖的感知能力衰退后，它們會攝入越來越多的糖以達到相同水平的飽足感。而當它們對糖的感知能力未減弱時，它們會更早結束攝食。 “這就好比它們不會吃光一大包餅干，而是吃兩塊就夠了，”Dus 解釋道，“這的確強化了這樣一種觀念：味覺的這些改變對我們控制食品選擇和食物攝入量的能力很重要?！?/span> 相關論文： Vaziri, A., Khabiri, M., Genaw, B., May, C., Freddolino, P. and Dus, M., 2020. Persistent epigenetic reprogramming of sweet taste by diet. Science Advances, 6(46), p.eabc8492. https://advances./content/6/46/eabc8492 參考來源： |
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