新發現：影響基因表達，環境污染比遺傳背景更大力

近幾年來，空氣質量一直是國人最關心的問題之一。2015年，柴靜在網上放出調查空氣質量的紀錄片《穹頂之下》，人們對霧霾的關注達到了頂點。霧霾的危害到底有多大？同樣經受著空氣、水源等環境污染，為什麼一些人更容易生病甚至死亡，一些人看起來卻能安之若素？

2015年柴靜紀錄片《穹頂之下》

過去人們認為，有不同遺傳背景的人對環境因子有不同的反應，因此個體對特定疾病的遺傳率和患病風險也不同，這方面已有較多的理論描述。然而人們並不清楚，環境與基因組的在人類身上究竟是怎樣相互作用的。Nature Communication雜誌今日刊發的一篇文章分析了來自加拿大魁北克的1,000名個體，發現暴露於局部環境因子（比如空氣污染）比遺傳背景對調節基因表達和健康有更大影響。

加拿大多倫多大學的Philip Awadalla及同事從來自魁北克不同地區的1,007人中搜集並評測了包括環境暴露、健康、基因表達水平和全基因組遺傳差異信息等數據。分析發現，血液樣本中表現出的環境對基因表達的影響大於遺傳背景對其影響【圖1】。

圖1. 火山圖分析表明，相同遺傳背景下，不同環境暴露的基因表達差異顯著（a）；而相同的環境暴露中，不同的遺傳背景並未顯著影響基因表達（c）。

此外，局部環境空氣污染，比如PM2.5、二氧化氮和二氧化硫，可調節影響心血管代謝特徵與呼吸特徵的基因表達，它們可能導致肺部疾病和動脈硬化。

smarca2編碼一種ATPase，參與調控染色質結構，是染色質重塑複合物SNF/SWI的一部分，與腫瘤抑制相關基因的激活相關。在這項研究中，研究人員發二氧化氮可以調控smarca2的表達（下圖），這表明由於空氣質量帶來的環境差異可能通過作用某些疾病相關基因的調控調控表達影響人們的健康。

圖2. 二氧化氮的濃度可以調控smarca2的表達。紅色：二氧化氮高暴露水平；藍色：二氧化氮低暴露水平

作者總結他們的發現顯示了局部環境如何直接影響疾病風險，以及遺傳差異可調節個人對環境挑戰的應答。

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