妈妈和爸爸的生活方式如何改变后代

时间:2015年12月9日
来源:生物通

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最早发现父母环境条件影响后代患病几率的是英国流行病学家 David Barker,他在上个世纪80年代注意到,出生体重低的婴儿更有可能患上糖尿病和冠心病

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生物通报道:在过去的几十年里,科学家们越来越发现“获得性性状可以被遗传”这并不完全错了。一些表观遗传标记,基因组序列中未编码的信息,生物生命周期中对环境条件的应答都表明这些信息也许是可以遗传的。这些发现有助于现代科学深入到环境的跨代影响研究中,现在研究人员开始分析表观遗传的机制,寻找祖先影响后代的证据。

妈妈造成的改变最多

最早发现父母环境条件影响后代患病几率的是英国流行病学家 David Barker,他在上个世纪80年代注意到,出生体重低的婴儿更有可能患上糖尿病和冠心病。由此他提出现在流行的“节俭表型”(thrifty phenotype),即宫内营养不良会使得婴儿在生长过程中逐渐适应,并且努力获得足够的营养以满足大脑的需要。这种节俭基因会在营养缺乏的环境下节约能量以适应恶劣环境,当食物供应紧张时给予存活优势,当食物充足时这些基因则可能是有害的。在高能、高脂等膳食的刺激下可造成胰岛β细胞、肌肉和脂肪的组织结构和生理功能损伤,从而引起胰岛素分泌不足或胰岛素敏感性下降,使人肥胖,导致胰岛素分泌缺陷和胰岛素抵抗。

从这一理论进行推断,一个人如果在胎儿时期受过母体营养不良、感染或孕期糖尿病的影响,长大后如果不注意控制饮食,发生肥胖的风险就会很高。换句话说,胎儿的代谢机制在宫内环境的影响下会做出相应的调试,从而影响出生后的反应。一个营养不良的胎儿会“认为”出生后的环境也是“营养不良”的。如果环境反而“营养充足”,那么就容易导致肥胖。

这一概念被多项人类研究证明,其中最有名的就是二战时期荷兰幸存者的“饥饿之冬(Hunger Winter)”:在在1944-1945年间冬天遭受大饥荒的荷兰人,为了响应盟军部队铁路工人罢工,对部分食品禁运,结果造成了沦陷的居民平均每天只能消耗125克淀粉,相当于不到200卡路里,食物则包括亚麻籽饼、松树皮、桦树芽等粗粮。结果在“饥饿之冬”出生的孩子普遍体重偏低,并且还有一些健康问题,比如糖尿病和其他慢性疾病发病率升高的现象。

此外,还有一些哺乳动物模型的实验研究也证明了这一点,比如怀孕的雌性动物遭受重大的热量限制或限制主要血液供应到子宫,那么就会导致胎儿由于缺乏营养生长受到抑制。如剑桥大学的一项研究表明,如果给怀孕末期的小鼠减少只摄入的卡路里总量,那么这些“妈妈”产下的小鼠体重偏轻,随后发育过程中都出现了糖尿病的症状,比如说葡萄糖耐量降低。并且,第二代的雄性小鼠所有的后代也出现了糖尿病症状,尽管它们的进食量正常。

当然妈妈的环境条件会影响她的后代表型,这很有可能是由于子宫毕竟是婴儿的第一环境。在怀孕期间妈妈大量饮酒会导致生下酒精综合征孩子。现在科学家们更加感兴趣的是父亲的生活方式或环境对儿童疾病风险的影响。

父亲的影响

我们现在都知道精子会携带除了其基因组以外的更多表观遗传信息。而且在交配过程中,雄性精液也会携带蛋白质和其它分子,这些也许也具有重要的信号作用。

此外,父亲也有可能会通过直接接触或粪便传递微生物给其伴侣和后代,甚至还有证据表明在一些物种中,妈妈对孩子的遗传影响是由爸爸决定的,因此雄性对其伴侣印象会改变其后代的未来。

未完待续……

(原文:Oliver J. Rando/生物通编译)

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