据科学新闻网站报道,目前,英国牛津大学研究人员对真核和寄生细菌进行深入研究,发现它们DNA序列差异性归结于摄取食物成分。
近年来,关于食物对基因的影响研究成果不断。此前,发表在Nature旗下新期刊Nature Microbiology上的研究表明,细胞行为是由基因活性决定的,而基因活性受到表观遗传学开关的调控。基因调控还存在另一个层面,那就是代谢网络。代谢是维持细胞的生化反应,主要依赖各种营养物质,比如食物衍生出的糖、氨基酸、脂肪酸和维生素。
为了解析代谢在细胞基础功能中起到的作用,英国剑桥大学生物化学家马库斯·拉尔瑟曾率领研究团队用酵母细胞做实验发现,90%基因以及产物受细胞新陈代谢影响。去年五月,南京大学张辰宇教授曾在《Protein & Cell》杂志上发表文章指出,孕妇食物中的小分子非编码RNA可通过胎盘转移来控制胎儿的基因表达。
传统的观点认为,由基因来控制营养物质分解成重要分子的过程。但现在已经明确,营养物质的分解也会影响基因的表达。
研究报告合著作者、牛津大学植物科学系史蒂文-凯利(Steven Kelly)博士称,生物体使用从食物中获取的成分作为建筑模块,构造它们的DNA,我们猜测食物成分可以改变生物体的DNA。例如:能否依据素食熊猫预测出它们与食肉北极熊之间的基因差异?
为了测试这一假设,凯利和同事埃米莉-苏华德(Emily Seward)采集了单群寄生虫样本——真核寄生虫(Kinetoplastida)和细菌寄生虫(Mollicutes),以此作为一个模型系统。
这些寄生虫拥有一个共同祖先,但是它们进化感染不同植物和动物宿主体,并吞食不同的食物。凯利博士指出,我们在寄生虫的食物中发现不同等级的氮,这将改变它们的DNA。特别是具有低氮、高糖食物寄生虫的DNA序列,比高氮、高蛋白质食物寄生虫消耗较少营养物质。
英国科学家最新研究表明,物种摄取食物不同将产生DNA差异性
该研究结果基于研究小组的一项奇特数字模型,揭晓了之前细胞新陈代谢和进化之间隐藏的微妙关系。通过分析寄生虫不同食物的适应性,提供了DNA序列如何被影响的新线索。此外,研究人员通过分析它们基因的DNA序列,发现可能预测出生物体相关的食物。
埃米莉指出,目前尚不清楚为什么近亲生物体在基因组成方面会存在差异性,通过组合两个生物基本面——新陈代谢和遗传学,我们能够更好地理解。这是一个很难回答的问题,因为它影响到生物体DNA序列的许多因素,目前我们正在研究分析更复杂的生物体,从而验证是否具有相同性。这项最新研究报告发表在11月15日出版的《基因生物学杂志》上。
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