表观遗传学饮食:对环境污染的障碍

即使在DNA没有改变的情况下,早期生命的营养也能通过基因表达的调控深刻影响发育。在这篇博客中,伯明翰阿拉巴马大学的一个研究小组总结了“表观遗传学饮食”可以帮助防止在子宫内和出生后暴露在环境污染中的不利影响的证据。

生命早期的饮食营养可以深刻地影响个体的发展命运和疾病的预防。例如,如果没有蜂王浆,就会决定雌蜂的幼虫发育成蜂王(有蜂胶)还是不育工蜂(没有蜂胶)。在最近的一次评论文章发表在临床实验胚胎学,我们报告了特定饮食在保护环境污染诱导的遗传/表观遗传疾病中的重要作用,即使在没有改变DNA时,即使当DNA也没有改变基因表达。

表观遗传学可能是连接环境刺激、胎儿编程和成年表型的最重要的分子机制之一。

表观遗传学和污染

表观遗传学是分子生物学中央教条的重要其他方面,并反映了基因组与其环境的相互作用。表观遗传变化会影响基因表达而没有对底层DNA序列的任何变化。外延蛋白是指全基因组的所有表观遗传修饰的完整描述,其中DNA甲基化和组蛋白修饰是最重要的。

哺乳动物表观基因组经历了两个主要的消除和重建周期配子形成和早期胚胎发生,在此期间,表观基因组易受环境因素的影响(见下图)。

Environmental pollutions, including ambient air pollution (e.g. particulate matter, smoking, polycyclic aromatic hydrocarbons), hormone-disrupting chemicals (e.g. bisphenol A, vinclozolin, persistent organic pollutants) and heavy metals (e.g. arsenic, cadmium, lead) can seriously affect human health, especially during prenatal and early postnatal life.

表观遗传学饮食

Tollefsbol的实验室创造了这个词表观遗传学的饮食”在2011年。它指的是一类具有生物活性的膳食化合物,如西兰花中的异硫氰酸酯、大豆中的染料木素、红葡萄中的白藜芦醇和其他常见的食物,这些化合物已被证明可以改变表观基因组,从而对健康有益。表观遗传饮食可以通过调节表观遗传修饰酶(如DNA甲基转移酶、组蛋白去乙酰化酶以及某些非编码rna)来抑制肿瘤进展。

在最近的一篇文章中,我们综述了一些生物活性化合物也可能抵消或减弱环境污染对表观基因组的损害的最新研究。例如,膳食补充剂甲基捐助者(如维生素B12,叶酸,胆碱等)和异黄酮Genistein可以逆转双酚A引起的表观基因组失调,双酚A是一种引起公众健康关注的激素干扰化学物质。B族维生素可能会避免空气污染导致的DNA甲基化丢失。饮食叶酸已证明,补充可以防止重金属造成的不利影响。

我们认为表观遗传因子可能被用于对抗环境污染引起的表观遗传缺陷。在我们的文章中,我们对某些食物中潜在的环境毒素和化学物质提出了警告,如水果(如草莓)和绿叶蔬菜(如菠菜)中的杀虫剂、食品和饮料塑料容器中的双酚A、高脂肪食品中的二恶英、肉在高温烧烤或烟熏时含有多环芳香烃,某些海鲜(如鲭鱼和剑鱼)含有汞。这些接触,特别是在早期发育期间,可能通过表观遗传机制对儿童晚年的健康/疾病后果产生深远影响。

表观遗传学可能是连接环境刺激、胎儿编程和成年表型的最重要的分子机制之一。由于其可逆性,表观遗传修饰正成为有吸引力的治疗目标。

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