基因調控營養水平或成為可能

傳統觀念認為,成人慢性疾病是在多基因遺傳易感性的基礎上，由包括不良生活方式在內的環境因素所誘發的。然而科學家近年研究表明，營養水平可能影響基因表達。

上世紀90年代（一說是80年代），香港中文大學兒科榮譽教授Barker提出了「胎兒編程」假說。該假說認為生命早期的關鍵窗口對終身健康有"編程效應"。也即，在生命起源的階段就決定了個體將來的健康狀況。簡單來說就是，胚胎時期的營養健康狀況，關係到個體生命的成長、遠期疾病的發生，甚至子孫後代的健康。

2010年，美國學者Motrenkoe又提出了「胚胎源性疾病」這個新概念。認為精子、卵子和胚胎（受精卵）的發育異常有可能影響子代的健康狀態，精子、卵子或胚胎對不利環境因素做出適應性反應，該適應可能改變了某些基因，最終可能引發子代成年後的糖尿病、肥胖、非酒精性脂肪肝和心腦血管疾病等疾病。

—營養水平對基因表達的影響—

動物出生後，控制其生長的主要激素是生長激素。生長激素對生長的控制，主要是通過對生長激素受體和生長因子的控制實現。而這一過程，除受生長激素的控制外，營養狀況是另一重要因素。

實驗表明，當蛋白質—能量不足時，肝臟中的生長激素受體水平下降，血漿中的生長激素水平上升，引起生長受阻，同時，生長因子的合成量也下降。營養不良對生長激素受體和生長因子的表達具有直接的抑制作用，該作用與激素水平無關，且是生長激素作用受阻的重要原因。學者因此認為，能量似乎主要調控生長激素受體的表達，而蛋白質主要調控生長因子基因的表達。肝臟是營養與基因互作的主要位點。

—營養素對基因表達的影響—

以氨基酸為例，研究認為，氨基酸缺乏或濃度低時，會導致轉錄基因的表達。一般人體所需的氨基酸有8種是必需氨基酸（人體無法自身合成，必須從外界攝入的氨基酸）。必需氨基酸缺乏時，氨基酸轉運載體的表達率增加。當細胞中存在肌肉合成所需的所有基因及其主要調控因子時，而食物中卻缺乏一種或一種以上合成所需的必需氨基酸，肌肉蛋白就不能合成或合成量有限，這就會抑制肌肉的生長。

而礦物質和維生素是生物體有機物代謝的輔酶或輔助因子，同時直接參与基因表達的調節。例如鐵的吸收與轉運需要運鐵蛋白及其受體的參與,而鐵蛋白是鐵在體內的貯備形式和高劑量鐵的解毒形式，兩種蛋白的表達均受翻譯後調節機制的調控。運鐵蛋白受體上含有鐵調節區，受鐵濃度的調節。血鐵濃度下降時，鐵調節蛋白就與鐵調節區結合，保護信使RNA使其不被RNA裂解酶降解，從而提高運鐵蛋白受體的水平。血鐵濃度上升到一定程度時，鐵調節蛋白就脫離信使RNA分子，失去保護的信使RNA不穩定，其翻譯率下降，導致運鐵蛋白受體的合成量減少,鐵的吸收率隨之下降。不同組織的基因含有不同的轉錄調節因子,使運鐵蛋白基因的表達具有明顯的組織特異性。

結語：

隨著營養與基因相互作用的深入研究，我們期待——

利用分子生物學技術改造或生產動物性營養物質，從基因水平上研究如何提高肉用動物瘦肉率；

在分子水平上研究營養與基因表達、調控的關係，從根本上闡明營養對機體的作用機制；

利用基因工程技術開發飼料資源；

通過食物調控基因表達和通過改良環境條件，達到提高動物生產性能。

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