人如其食——而你所吃的食物可能编码在你的 DNA 中。研究表明，你的基因在决定你认为哪些食物美味或恶心方面发挥作用。但它们到底发挥了多大的作用一直难以确定。“一切都有遗传成分，即使它很小，”乔安妮·科尔说，她是一位遗传学家，也是科罗拉多大学医学院的助理教授。“我们知道，我们吃我们所吃的食物，这在一定程度上是遗传因素造成的。我们能否更进一步，真正找出基因组中的区域？”
科尔领导的新研究更进一步。通过大规模基因组学分析，她的团队已经确定了 481 个基因组区域或位点，这些区域或位点与饮食模式和食物偏好直接相关。这些尚未经过同行评审的发现上个月在美国营养学会年度旗舰会议上公布。它们建立在科尔及其同事于 2020 年发表在《自然通讯》上的研究的基础上，该研究使用了英国生物银行的数据，这是一个包含 50 万参与者的遗传和健康信息的公共数据库。通过扫描基因组，新的分析能够集中在 194 个与饮食模式相关的区域和 287 个与特定食物（如水果、奶酪、鱼、茶和酒精）相关的区域。进一步了解遗传学如何影响我们的饮食习惯，可能会揭示营养需求或疾病风险的差异。
“许多基因组学研究的问题之一是它们规模很小。他们没有足够的人真正能够以可信的方式识别基因。这项研究有一个庞大的人群队列，所以这非常强大，”密歇根大学副教授莫妮卡·杜斯说，她没有参与这项新研究，但研究了基因与营养之间的关系。“我认为另一件非常棒的事情是，他们测量了如此多不同的饮食性状。他们有胆固醇、身体、社会经济背景。”
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随着研究的进展，杜斯说，这种基因组分析可能有助于医疗保健提供者——甚至政策制定者——解决影响食物获取和健康的更大问题。“与其执着于告诉人们吃这个或那个，不如将其与确保没有‘食物沙漠’联系起来，或者确保有更高的最低工资——这些事情具有更广泛的影响，”她说。
《大众科学》与科尔谈论了这项新研究以及它告诉我们关于我们的基因与食物之间关系的信息。
[以下是采访的编辑稿。]
关于基因与饮食之间的联系，我们了解多少？
对此的研究已经有 100 多年了。最早的一些研究是遗传力研究。遗传力是遗传学对性状的贡献量。因此，诸如身高之类的性状，其遗传性很强，遗传力可能为 50% 至 80%。但是饮食可能具有非常小的遗传力或遗传成分，因为它受到许多其他重要因素的影响，例如社会经济地位、文化、教养以及所有这些与你的 taste 或食物喜好无关的其他因素。直到过去 15 年左右出现了更新的方法，我们才能使用数千名远亲个体[研究食物的遗传关联]。它有助于消除混乱的环境成分，我们可以更准确地估计遗传力。
2020 年，我做了一项遗传力分析，我们扫描了基因组，以找到与[食物和饮食]统计相关的区域，并缩小了这些区域的范围。我发现大多数饮食性状的遗传成分中位数仅约为 5%。这意味着它们是超级环境性状——但是这并不意味着这 5% 就无关紧要。因为我们现在有了这些大数据，我们可以研究这 5%。
您在最近的基因组关联分析中发现了什么？
我们发现了基因组中可能影响各种饮食性状的区域，包括水果、家禽或鱼类摄入量或不同种类的咖啡或酒精摄入量。我们还能够看到一些与更复杂的饮食模式相关的遗传关联，例如你是否吃健康饮食与不健康饮食。
对饮食影响最强的一些基因，我发现最引人注目的是 taste 受体、嗅觉受体和消化酶基因。这包括苦味 taste 受体基因——最著名的影响十字花科蔬菜的摄入量，如球芽甘蓝。在我们的饮食中，我们通常一起吃各种食物，因此我们吃的食物通常相互关联。但我们识别出的嗅觉受体基因非常具体。其中一个与奶酪有关，与其他任何东西都无关。有一个非常特定于水果。有一个非常特定于蔬菜。有一个非常特定于咖啡。
基因组中有一个区域的嗅觉受体与某人喝多少茶有关——这有一个非常有趣的故事。研究人员发现了一种基因型，或遗传变异的不同版本，可以解释某人嗅到一种叫做β-紫罗兰酮的化合物的能力。如果你有这种嗅觉受体基因的一个版本，那么你可以闻到 β-紫罗兰酮，如果你有另一个版本，那么你[对气味不太敏感或]根本闻不到。事实上，β-紫罗兰酮存在于许多东西中——例如烟草、葡萄、橙汁、木瓜、桃子、覆盆子、留兰香和茶。因此，这种基因型的一个版本可能会在一定程度上决定你是否吸烟，因为它存在于烟草中，或者你是否吃葡萄或喝橙汁或茶。
您是如何梳理出其他影响因素的，例如环境和社会因素？
这在遗传学领域是一个极其困难的问题。这些与饮食相关的遗传关联的主要局限性之一是它们受你的环境、教育程度、社会经济地位和收入的影响很大。
我们又如何知道基因实际上是否影响饮食摄入量，还是另一个性状？一个很好的例子是增加你患糖尿病风险的基因。当你患有糖尿病时，你倾向于改变饮食以控制疾病。如果我们发现一个与糖尿病相关的基因，它看起来也与饮食有关，因为糖尿病与饮食有关。
我做了一项分析，基本上是采用你已知与水果摄入量密切相关的遗传变异，看看它是否也与其他性状有关——无论是健康性状，如糖尿病，还是生活方式性状，如社会经济地位。如果遗传变异与环境、健康状况或所有其他影响饮食摄入量的外部因素有更强的关联，那么它可能与直接机制（如消化或 taste）无关。
我的目标是找到与饮食摄入量真正密切相关的基因，而不是其他疾病，因为我想看看我们是否可以作用于这些基因的生物途径。例如，我们可以改变与[特定受体]结合的 flavor 化合物，以引发不同的脑部反应。也许这可以提高人们对更健康食物的营养依从性，以进行疾病管理。
您希望这项研究接下来走向何方？
我认为我们可以进行一系列的研究和分析。这只是冰山一角。既然我们已经有了基因组中的这些区域，让我们弄清楚它们，并识别出那些对饮食摄入量有直接机制影响的基因。
感觉机制是我最喜欢的机制之一，因为我认为我们可以真正将它们用作工具。它们往往是这些锁和钥匙受体，如果我们创造出不同的钥匙，我们或许能够改变结合。所以我认为，在科学上，有可能对它们进行干预。我特别感兴趣的一件事是了解拥有不同的基因型，特别是这些感觉基因的基因型，如何改变大脑中快乐和奖励区域的激活。我想知道我们是否可以开始创造合成或甚至天然化合物，这些化合物可以改变某人对健康或不健康食物的快乐反应——如果我们几乎可以将此用作补充剂来改变人们喜欢或不喜欢食物的方式。Flavor 实际上是食物选择的第一驱动力，即使在所有其他影响某人是否吃某些食物的因素中也是如此。那么，我们能否通过了解生物学来修改对 flavor 的感知？
还有一些空间来评估某些食物是否实际上影响了不同的健康状况。不幸的是，在营养领域，已经有很多基于相关的研究。它们是说某种食物与降低胆固醇相关的研究，但许多此类研究在人体随机对照试验中并不成功——这真的很难做到而且很昂贵。遗传学中有一种称为孟德尔随机化的方法，它可以模拟随机对照试验，因此我们可以测试不同食物和不同疾病之间的因果关系而不是相关性关系。通过识别基因组中影响饮食摄入量的这些区域，我们可以将它们插入到这种方法中，并获得更多关于某些食物实际上对哪些疾病有因果影响的信息。