康奈爾大學(xué)的一項(xiàng)研究于5月26日發(fā)表在“自然生態(tài)學(xué)與進(jìn)化”雜志上，該研究描述了1萬(wàn)年前引入農(nóng)業(yè)后歐洲人飲食的變化導(dǎo)致了適應(yīng)當(dāng)時(shí)飲食趨勢(shì)的遺傳適應(yīng)。

在大約一萬(wàn)年前開始的新石器時(shí)代革命之前，歐洲人口是狩獵采集者，他們吃動(dòng)物性飲食和一些海鮮。但是，大約8000年前南歐的農(nóng)業(yè)出現(xiàn)后，向北蔓延，歐洲農(nóng)民轉(zhuǎn)向主要是植物重的飲食。

這項(xiàng)研究 - 首次分離和比較新石器時(shí)代革命之前和之后發(fā)生的適應(yīng)變化 - 揭示了這些飲食習(xí)慣反映在歐洲人的基因中。研究人員收集了超過25項(xiàng)其他研究的數(shù)據(jù)，這些研究從化石和考古遺跡(可追溯到3萬(wàn)年前直到大約2000年前)檢測(cè)古代DNA，以及來自當(dāng)代人群的DNA。

該研究發(fā)現(xiàn)，適應(yīng)性發(fā)生在一個(gè)重要的基因組區(qū)域，包括三個(gè)脂肪酸去飽和酶(FADS)基因。相同F(xiàn)ADS1基因的不同版本，稱為等位基因，對(duì)應(yīng)于采用的飲食類型。

“這項(xiàng)研究顯示了飲食在人類進(jìn)化中的重要作用，”計(jì)算和群體基因組學(xué)副教授和該論文的資深作者Alon Keinan說。Keinan實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員Kaixiong Ye是論文的第一作者。

“改變飲食即時(shí)切換等位基因是有利的，這是對(duì)表達(dá)關(guān)鍵基因水平的顯著自然選擇的結(jié)果，”Keinan說。

該研究對(duì)營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)的發(fā)展領(lǐng)域有所啟發(fā)，稱為營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)?；谝粋€(gè)人的祖先，臨床醫(yī)生可能有一天可以根據(jù)自己的基因組定制每個(gè)人的飲食，以改善健康狀況并預(yù)防疾病。

該研究表明，歐洲農(nóng)民的素食飲食導(dǎo)致等位基因的頻率增加，該等位基因編碼細(xì)胞以產(chǎn)生幫助農(nóng)民代謝植物的酶。由于自然選擇，頻率增加，具有該等位基因的素食農(nóng)民具有健康優(yōu)勢(shì)，允許他們生育更多的孩子，將這種遺傳變異傳遞給他們的后代。

在這些素食農(nóng)民中發(fā)現(xiàn)的FADS1基因產(chǎn)生的酶在omega-3和omega-6長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸(LCPUFA)的生物合成中起著至關(guān)重要的作用。這些LCPUFA對(duì)于正確的人類大腦發(fā)育，控制炎癥和免疫反應(yīng)至關(guān)重要。雖然omega-3和omega-6 LCPUFA可以直接從動(dòng)物性飲食中獲得，但它們不存在于植物性飲食中。素食者需要FADS1酶從植物(根，蔬菜和種子)中發(fā)現(xiàn)的短鏈脂肪酸生物合成LCPUFA。

對(duì)古代DNA的分析表明，在人類養(yǎng)殖之前，歐洲狩獵采集者的動(dòng)物性飲食主要偏向同一基因的相反版本，這限制了FADS1酶的活性，更適合肉類和海鮮的人 - 基礎(chǔ)飲食。

對(duì)歐洲人中這些等位基因頻率的分析表明，在新石器時(shí)代的革命之前，歐洲人的植物性飲食等位基因的流行率下降，之后它急劇上升。同時(shí)，在狩獵采集者中發(fā)現(xiàn)的相同基因的相反版本增加，直到農(nóng)業(yè)出現(xiàn)，之后它急劇下降。

研究人員還發(fā)現(xiàn)自新石器時(shí)代以來這些等位基因從北到南的頻率梯度，包括現(xiàn)代人口。所有農(nóng)民都非常依賴以植物為基礎(chǔ)的飲食，但與北歐人相比，南方的依賴性更強(qiáng) - 他們的農(nóng)民祖先喝了更多的牛奶，并在他們的飲食中加入了海鮮。

Ofer Bar-Yosef是哈佛大學(xué)人類學(xué)家，專門研究新石器時(shí)代的革命并且是該研究的合著者，他幫助Keinan和Ye在人類學(xué)文獻(xiàn)中搜索了新石器時(shí)代前狩獵采集者和后新石器時(shí)代農(nóng)民飲食的證據(jù)。歐洲的不同地區(qū)。

“我們基于我們的進(jìn)化觀察做出預(yù)測(cè)，然后在Ofer的幫助下，我們能夠驗(yàn)證它們并得出結(jié)論，飲食是我們所有進(jìn)化結(jié)果的驅(qū)動(dòng)力，”Ye說。

基于植物的等位基因調(diào)節(jié)膽固醇水平并且與許多疾病的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，包括炎性腸病，心血管疾病，關(guān)節(jié)炎和雙相情感障礙。

“我想知道不同的人對(duì)同樣的飲食有不同的反應(yīng)，”葉說。未來的研究將調(diào)查遺傳變異，飲食和健康之間的其他聯(lián)系，以便“在未來，我們可以提供個(gè)性化的遺傳背景的飲食建議，”他補(bǔ)充說。

Ye和Keinan之前在印度，非洲和一些東亞種群的同一基因組區(qū)域發(fā)現(xiàn)了相關(guān)模式，這些模式遵循植物性飲食數(shù)百代。