Cell子刊惊人发现：饮食会通过肠道菌影响表观基因组
UW-Madison研究团队十一月二十三日在Molecular Cell杂志上发表文章指出，饮食会影响肠道菌释放的代谢物。这些代谢物作用于宿主近端结肠、肝脏和脂肪组织的组蛋白，通过表观遗传学途径改变这些组织的基因转录。
研究人员首先对无菌小鼠和肠道菌活跃的小鼠进行比较。他们发现，肠道菌群能改变宿主一些组织的表观基因组。随后他们将无菌小鼠分为两组，一组吃正常饲料，一组吃“西餐”。 “西餐”中复合糖和纤维含量较低，脂肪和简单糖含量较高。研究显示，这两种小鼠的肠道菌群并不相同。
“当宿主摄取富含纤维的食物时，肠道菌获得的食物更多，因为人类细胞无法利用这些纤维，”文章资深作者，UW-Madison的助理教授Federico Rey解释道。
研究人员注意到，正常饲料和“西餐”这两组小鼠生产特定代谢物的水平并不相同，这些代谢物主要是肠道菌发酵纤维生成的短链脂肪酸。两组小鼠的组织中也存在全面的组蛋白乙酰化和甲基化差异。研究人员认为，短链脂肪酸可能与小鼠组织的表观遗传学改变有关。食物通过肠道菌在染色质水平上对宿主产生影响，差异性的基因表达会影响宿主的健康。
为了证实自己的观点，研究人员无菌小鼠饮用含有三种短链脂肪酸的水。研究显示，这些小鼠的表观遗传学标签与食用正常饲料的小鼠很相似。说明这些代谢物足以引起小鼠组织的表观遗传学改变。
牛津大学的研究人员在两种寄生虫中检测到了食物组分造成的DNA序列差异。他们在Genome Biology杂志上发表文章指出，生物对不同食物的适应会影响它们的DNA。通过分析近亲物种的DNA序列可以推测它们的饮食习惯。
剑桥大学和Francis Crick研究所的研究人员此前对酵母细胞进行研究。他们在酵母细胞中操纵主要代谢产物的水平，随后检测酵母基因的活性变化。研究表明，我们的大多数基因都会受到食物的影响。代谢受到基因活性的控制，反过来代谢也可以影响我们的基因。
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。MicroRNA是一类长度约为22个核苷酸的非编码RNA，可以结合mRNA并抑制蛋白质翻译。这项研究显示，外源性植物miRNA以及人工合成的siRNA可通过胎盘转移，直接调控胎儿的基因表达。
