研究人员表示,女性在受孕时的饮食可能会导致其子女的DNA发生持久改变,从而可能影响他们的发育。
在一项新的研究中,研究人员分析了西非冈比亚农村地区妇女的饮食,这些妇女的饮食在每年随着雨季和旱季的变化而发生重大变化。
该研究的作者、贝勒医学院的营养表观遗传学家罗伯特·沃特兰德说:“雨季通常被称为‘饥饿季节’,旱季则被称为‘收获季节’。在雨季,村民们有更多的农活要做,他们会逐渐耗尽上次收获的食物。”
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这些妇女全年食用的主食包括大米、一种叫做小米的谷物、花生和木薯。但在雨季,她们会吃更多类似菠菜的绿叶蔬菜,这些蔬菜富含叶酸,叶酸是怀孕期间特别重要的一种营养素。
科学家们研究了84名在雨季高峰期受孕的孕妇和83名在旱季高峰期受孕的孕妇的血液中营养素的浓度。此外,他们还分析了这些妇女的婴儿在2至8个月大时六个特定基因的DNA。[孕妇影响婴儿的7种方式]
研究人员发现,在所有六个基因中,在雨季受孕的婴儿DNA中的“甲基化”率始终较高。甲基化是对DNA所做的改变——是将甲基基团添加到DNA链上,这是一种所谓的表观遗传修饰——并且是一个可以使基因表达沉默的过程。
研究人员说,甲基化通常取决于叶酸、胆碱、蛋氨酸以及维生素B2和B6等营养素。在这项研究中,婴儿基因中的甲基化与母亲血液中的各种营养素水平有关。
伦敦卫生与热带医学院的高级研究作者布兰温·亨尼格在一份声明中说:“我们的结果首次在人类身上证明,母亲在受孕时的营养状况可以改变其子女基因的解读方式,并产生终身影响。”
之前在动物身上进行的研究表明,受孕前的环境影响可能会导致后代的表观遗传改变。例如,2003年的一项研究显示,雌性小鼠的饮食可以通过永久性地改变DNA甲基化来改变其后代的毛色。
沃特兰德说:“DNA上的这些特定的表观遗传标记非常稳定——据我们所知,基本上是永久性的。”
过去的研究表明,环境影响也可能在人类发育过程中产生表观遗传效应。例如,荷兰妇女在二战后怀孕期间是否遭受饥荒显然会影响她们的孩子后来是瘦还是胖。
沃特兰德说,然而,很少有强有力的证据表明,环境因素可以触发整个人体DNA的永久性改变。
沃特兰德说:“同样重要的是要注意,她们的饮食并不是唯一改变的事情——由于雨季的农活,她们的身体活动量增加了,这导致了雨季的体重减轻和旱季的体重恢复。这些变化会导致女性体内循环的营养物质发生变化。”
在新的研究中,在婴儿的血液和毛囊DNA中都发现了几乎相同的表观遗传效应。沃特兰德说:“这表明这些孩子身体的所有细胞都具有与其受孕季节相关的相同标记。”
这些表观遗传效应对儿童的长期影响仍然未知。沃特兰德说:“我们希望建立一个目录,列出人类基因组中所有可能因饮食而发生表观遗传改变的区域。这将有助于我们了解这些变化可能在疾病中发挥的作用,以及哪些特定的疾病最有可能具有表观遗传成分。”
该研究的作者、伦敦卫生与热带医学院的安德鲁·普伦蒂斯在一份声明中说:“我们的最终目标是为准妈妈们定义最佳饮食,以防止甲基化过程中的缺陷。 怀孕前的叶酸已经被用于预防胚胎缺陷。”
“现在我们的研究表明,需要一种营养素组合,这种组合可以来自饮食或补充剂。”
科学家们今天(4月29日)在《自然通讯》杂志上在线详细介绍了他们的发现。
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