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癡肥的遺傳(一)

健康及肥老鼠 healthy & obese mice

近年各地已有不少研究證明,有些基因會令人容易出現代謝疾病或癡肥的情況。但五十年前,癡肥人數卻明顯沒有今天的多。人類的基因很少機會在這區區五十年的兩至三代發生大規模變化。科學家亦發現胖子基因並不必然導致癡肥,部份基因的啟動表達涉及一個名為表觀遺傳學(epigenetics)的機制。

 

我們身體上每一個細胞都源自同一粒受精卵,它記載了從父母體身上得來的遺傳基因,然後把基因複製,再分裂並傳承予所有不同的細胞例如表皮細胞、肝細胞等等。

基因就像一本厚字典,每一個細胞都有一本一模一樣的字典,而細胞要分工,總不能每個都做同一件事。分工就像每個細胞要寫一篇文章,細胞不會把「字典」上所有的「字」都用,亦不會只用同一個「字」。而表觀遺傳學就是利用不同的化學物質,在不改寫「字典」序列的原則下,遮蔽或突出部分「字」;令到細胞因應功能只表達一部分的「字」,達致分工的結果。環境因素如我們的飲食偏好、 作息習慣等等, 會影響體內化學物質的平衡,因而改變與癡肥相關基因的表觀遺傳和表達。

 

DNA甲基化(DNA methylation)是其中一種最廣為研究的控制遺傳表現的化學作用。 它的功能就像一個開關器,在基因上有一個特定的位置(如CpG islands)供轉錄因子著陸然後啟動基因的表達。該位置出現甲基化便會妨礙轉錄因子與序列結合,從而影響基因的表達。DNA甲基化對人體的好壞是基於甲基化的基因本身;有些基因甲基化能減低癡肥機會,但亦有些甲基化基因跟癌症風險有關。

 

研究人員分別於動物和人身上發現,與癡肥、食慾控制、胰島素感應和炎症難等有關的基因都會受DNA甲基化的影響。早於2008年,在一種基因缺陷老鼠(yellow Agouti mouse)中發現完全相同的基因和飼養下,可以有癡肥和正常兩種結果。原因發現因為變異的Ag基因表達增加,影響正常賀爾蒙運作,而導致癡肥。進食增加DNA甲基化的食物(如葉酸),會令Ag基因甲基化,減低癡肥機會。 而當研究人員為母親餵飼足夠的葉酸後,發現癡肥的後代減少了。 雖然這是一個以有基因缺陷的老鼠為實驗,但提出了藉著改變母親飲食,能影響與肥胖有關的基因的表達和遺傳。

 

圖左:Agouti mutant mice 圖右:健康Agouti mice
圖片來源: http://discovermagazine.com/2006/nov/cover

 

 精簡版於2019年 7月5日晴報刊登

 

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參考資料/延伸閱讀:

 

Easy Reading:

簡介:表觀遺傳學

http://cfh.com.tw/HealthTopic/%E5%BF%AB%E6%A8%82%E9%95%B7%E5%A3%BD/%E7%94%9F%E6%B4%BB%E7%BF%92%E6%85%A3%E8%88%87%E5%A3%BD%E5%91%BD/Aug--2012/%E7%B0%A1%E4%BB%8B%EF%BC%9A%E8%A1%A8%E8%A7%80%E9%81%BA%E5%82%B3%E5%AD%B8.aspx

 

A Super Brief and Basic Explanation of Epigenetics for Total Beginners

https://www.whatisepigenetics.com/what-is-epigenetics/

 

Epigenetics Clues to Obesity and How Lifestyle Changes Could Modify Your Epigenetic Profile

https://www.whatisepigenetics.com/epigenetics-clues-obesity-lifestyle-changes-modify-epigenetic-profile/

 

Epigenetic switch for obesity
https://www.sciencedaily.com/releases/2016/01/160128133352.htm

 

DNA Is Not Destiny: The New Science of Epigenetics

http://discovermagazine.com/2006/nov/cover 

 

Google Images: 表觀遺傳學肥胖epigenetics obesity 

 

學術論文:

Dolinoy DC. The agouti mouse model: an epigenetic biosensor for nutritional and environmental alterations on the fetal epigenome. Nutr Rev. 2008;66 Suppl 1(Suppl 1):S7–S11. doi:10.1111/j.1753-4887.2008.00056.x

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2822875/

 

Waterland, R. A., Travisano, M., Tahiliani, K. G., Rached, M. T., & Mirza, S. (2008). Methyl donor supplementation prevents transgenerational amplification of obesity. International journal of obesity32(9), 1373.

https://www.nature.com/articles/ijo2008100

 

Lopomo, A., Burgio, E., &Migliore, L. (2016). Epigenetics of obesity. In Progress in molecular biology and translational science (Vol. 140, pp. 151-184). Academic Press.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877117316000429?via%3Dihub#bib1010

 

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