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表观遗传学:基因的表达过程

耶鲁大学医学院的莱文(Levine)教授提出了一个解释,他让我们想一下这个过程:你有一个装满食材的厨房和一本食谱。你的基因就是食材,表观遗传学就是食谱。相同食材与不同食谱会烹调出不同的菜肴。

基因是天生的,表观遗传学是后天培育的。不同的环境将产生不同的结果,无论是对儿童还是对基因。

内萨·凯里(Nessa Carey)的著作《表观革命》( Epigenetic Revolution )也提出一个比喻。将人类的生命视为一部很长的电影,剧本就是DNA。但是,如果两位导演采用了同一个剧本,有些场景就得删除或修改。无论好坏,结果都会不一样。同样,尽管你的DNA是一部不会变化的剧本,你却可以指挥他们取得更好的结果。

你不是自己基因的囚徒。

可能最好的比喻就是调光器。你可以像调节灯光一样调节基因,以达到最理想的效果。

然而,基因如何变得活跃或沉默呢?请看图示:

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细胞内部

细胞内部是细胞核,细胞核内部是染色体,染色体由DNA组成,而DNA上面就是基因。

当在基因上贴上或摘下“标签”时,基因就被激活或被抑制,基因的运动方式也随之改变。

但是,如何将标签贴上基因或从基因上摘下来呢?

答案是通过所谓的甲基供体。甲基供体通常是营养素,贴摘标签的过程称为甲基化。正是这种甲基化可以激活或关闭基因。

例如,既有你想激活的肿瘤抑制基因,也有你想关闭的癌基因(oncogenes)。

甚至还有一个名为克老素(Klotho)的基因。表达该基因后,哺乳动物的寿命就可以延长。Klotho是一位希腊女神,她通过纺织生命线来确定寿命长短。

一些营养素在这种基因表达过程中十分重要,称为甲基供体食品,包括:

胆碱:存在于鸡蛋、鱼类、肉类、亚麻子和扁豆中。

蛋氨酸:也存在于鸡蛋、鱼类、肉类中。豆腐、奶酪、坚果、豆类和全麦(如藜麦)中也有存在。

叶酸:存在于绿叶蔬菜、柑橘类水果和鸡蛋中。

甜菜碱:存在于菠菜、甜菜、小麦胚芽和糙米中。维生素B 6 和维生素B 12 中也有存在。

来源于食物或补充剂的甜菜碱是一种特别好的甲基供体。合成叶酸(天然叶酸的补充剂形式)与甜菜碱共同作用,对于积极的基因表达产生强烈影响。

最近的一些研究表明,从植物中获得的蛋氨酸比从动物蛋白中获得的要多而且更好,它们可以减少癌症风险并且延长寿命——至少在动物实验中是这样的。

甲基供体食物也参与了几种大脑化学物质(如多巴胺和肾上腺素)的生产,这些化学物质涉及机敏性、专注力和情绪。

尽管基因表达或表观遗传学背后的科学道理相对较新,但是,人们发现甲基化受损会随着年龄增长而增加。事实上,衰老研究人员正在使用甲基化标记物来评估人体的生物年龄而不是时间年龄。

应当注意,甲基化和基因转换也会发生在称为组蛋白的蛋白质上,该蛋白质包裹着DNA。整个过程非常复杂,但是对于健康的作用没有不同。

我们知道,甲基化受损会导致加速衰老、抑郁、疲劳、组胺不耐受、癌症风险增加和激素失调,它还会导致出生缺陷。这就是为什么在怀孕期间要补充重要的甲基供体——叶酸的原因。 o/Efy+qRNAYXJXMUlDm8PLnrlV2WnZ5GYm4QORX1lVyuUXaA6jLoT2UZwIEaS69s

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