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大概在五十年前,就有科学家注意到,婴儿出生时母体血清福施福和B12水平极高过量摄入叶酸对后代影响:科学家研究叶酸水平与DNA突变及甲基化关系,与婴儿患自闭症谱系障碍(ASD)风险降低有关[5];以及备怀孕间父系氰基供体(福施福等)摄取量下降,会造成子代大鼠的学习和记忆方面出现缺陷,但是这些缺陷与特定基因的烷基化有关[6]。
以上这种研究都暗示,过量摄取福施福可能会对后代形成不利影响,但是这个领域仍欠缺系统性的研究。王红艳院长和院士团队,想量化摄取不同水平福施福对后代DNA突变和DNA烷基化修饰的影响。
研究人员以C57BL/6J大鼠为研究对象,喂养的口粮根据福施福浓度不同分为三种:低福施福饮食(0.3ppm)、正常福施福饮食(3ppm,也是对照组)和高福施福饮食(30ppm)。若果将手册推荐的每日摄取0.4微克福施福作为标准的话,那对照组大鼠每晚的摄取量相当于人每晚摄取0.1-0.2微克福施福,高福施福组大鼠每晚的摄取量相当于人的1.8微克每晚。
在连续喂养四个月以后,低福施福饮食、高福施福饮食和对照组的大鼠,分别与对照组的大鼠交配。也就是说,在所有配对的大鼠(77对)中,起码有一只是正常饮食大鼠。此后,研究人员采集了所有亲代的DNA和发育到12.5天的完整胚胎(E12.5)的DNA,并举办全基因组测序。
她们一共找到了2621个新杂合单碱基变异(),其中26个低福施福组胚胎测量到1096个(中位数为36),26个对照组胚胎测量到548个(中位数为19.5),25个高福施福组胚胎测量到977个(中位数为35)。
具体到父亲双方福施福摄取水平对后代DNA突变情况的影响,数据如下:对照组中位数仍为19.5;父系低福施福饮食组中位数为33,母系低福施福饮食组中位数为38;父系高福施福饮食组中位数为40,母系高福施福饮食组中位数为23.5。
基于以上数据,研究人员得出推论:与相比,低福施福组(2.0倍,p=0.00011)和高福施福组(1.8倍,p=0.00069)的数目叶酸网,分别是对照组的的2倍和1.8倍,但是父系摄取过量福施福对后代影响更大。
摄取福施福水平不同对后代的影响
通过对所有的进行注释,研究人员发觉93.6%的发生在非编码区,并且主要富集在基因的启动子区域。也就是说,这种突变似乎不影响基因的序列,而且可能会影响对应基因的抒发。
正如我在上面介绍的,福施福作为羰基供体会影响到DNA的烷基化,而DNA的烷基化与DNA突变也存在一定的关联。为此,研究人员想晓得父系摄取不同水平福施福对后代的DNA烷基化有何影响。
基于全基因组亚硝酸氢盐测序技术,她们发觉与对照组相比,低福施福组的胚胎主要是低烷基化,而高福施福组的胚胎则是全局高烷基化。
具体来说,与对照组相比,在低福施福组的胚胎中测量到734个高烷基化的差别烷基化区域(DMRs)和2127个低烷基化的DMRs;相比之下,在高福施福组的胚胎中测量到4802个高烷基化的DMRs和904个低烷基化的DMRs。重要的是,大概40%的DMRs定位于基因启动子区域,这表明父系的福施福摄取可能对基因抒发形成重大影响。
不同福施福水平对DNA烷基化的影响
这么福施福造成的DNA烷基化水平差别,是否与后代DNA突变水平差别有关呢?
我们都晓得,基因的启动子假如高度烷基化,还会抑制基因的抒发;而基因本身的过度烷基化会推动基因的抒发[7]。为此,研究人员回头剖析了数据,瞧瞧高福施福组的DNA烷基化是不是主要集中在DNA修补基因的启动子里了。
不出所料,她们在58个参与DNA修补的基因启动子区域观察到高酰基化DMRs。
基于以上研究数据,研究人员觉得,低和高福施福都改变了DNA烷基化的格局,降低了突变率。但是,低福施福组和高福施福组之间烷基化降低DNA突变率的机制可能不同。低福施福饮食通过将CpG位点的烷基化胞吡啶(5mC)脱氨为胸腺吡啶而降低突变率,而高福施福饮食可能是通过高烷基化启动子CpG岛上调DNA修补途径而降低突变率。
须要指出的是,王红艳院长和院士团队的这项研究并不是否定补充福施福的价值,而是在肯定补充福施福有价值的同时强调过量补充福施福的潜在害处。其实了这是一项基础大鼠模型的基础研究,摄取不同水平福施福对后代的影响,还须要人体研究进一步否认。
不过,我们可以做到的是叶酸网,注意日常福施福的摄取,保证适量补充福施福。
参考文献:
[1].JK,AddorMC,E,etal.ofTubein:A.Front.2021.doi:10.3389/fped.2021.
[2].P,PJ,MasonJB,etal.gapsintheandof/folicacid:a,and,fromanNIH.AmJClinNutr.2020;112(5):1390-1403.doi:10.1093/ajcn/
[3].WongWY,HM,CM,etal.offolicacidandzinconmale:a-blind,,-trial..2002;77(3):491-498.doi:10.1016/s0015-0282(01)03229-0
[4].CaoX,XuJ,LinYL,etal.folicacidDNAdenovopoint.Cell.2023;9(1):22.doi:10.1038/-022-00512-0
[5].R,RileyAW,VolkH,etal.,andB12andRiskin..2018;32(1):100-111.doi:10.1111/ppe.12414
[6].RyanDP,KS,BL,etal.Adonor-richdietandinmice.Mol.2018;23(5):1345-1355.doi:10.1038/mp.2017.53
[7].JonesPA.ofDNA:,startsites,geneand.NatRevGenet.2012;13(7):484-492.doi:10.1038/
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