原文作者：Julian Nowogrodzki
攝入高脂飲食的小鼠父親和體重指數偏高的人類父親會生出有代謝疾病的“兒子”。
雄性小鼠的飲食會在其精子的特定RNA分子上留下印記。來源：Pascal Goetgheluck/Science Photo Library
一項對小鼠和人類開展的研究[1]顯示，爸爸的精子裡藏著他的飲食記錄，這種記錄還會影響他兒子的代謝。
該研究發現，雄性小鼠攝入高脂飲食會提高它們精子中某類RNA的水平。該研究還發現，攝入這種不健康飲食的雄性小鼠的雄性後代會出現諸如葡萄糖不耐（糖尿病的一個特徵）等代謝問題。流行病學分析顯示，人類父親的體重指數（BMI）如果較高，他們的兒子也有類似問題。
該研究6月6日發表於《自然》。
精子記錄
研究顯示，母親的代謝性狀會傳給後代。而父親方面，猶他大學醫學院的生殖生物學研究員Qi Chen和他的團隊在2016年發現，注射了高脂飲食小鼠父親精子RNA的小鼠受精卵會發育成有代謝疾病的小鼠[2]。研究表明，之所以會出現這種父親或母親飲食造成的“連鎖反應”，其原因不在於後代基因組的變化，而在於後代“表觀基因組”的變化——表觀基因組是指附著在DNA及其相關蛋白質上的一系列化學標記。
在《自然》發表的這項研究中，雄性小鼠攝入了兩週的高脂飲食。該研究的作者發現，這種飲食方式會讓精子線粒體中的一類RNA發生變化——線粒體是細胞內產生能量的結構。這些受影響的分子名為轉移RNA，是DNA轉錄到蛋白質這一過程的中間產物。
尤其值得一提的是，高脂飲食小鼠比低脂飲食小鼠的精子有更多的轉移RNA短片段。這些RNA片段能作為基因組的表觀遺傳調控因子，其作用包括上調或下調某些線粒體基因。
“有壓力”的線粒體
結果很好理解：高脂飲食會讓線粒體承受壓力，該研究主要作者、德國亥姆霍茲慕尼黑中心的環境表觀遺傳研究員Raffaele Teperino說，受到壓力時，線粒體會產生更多RNA用於製造更多能量。
線粒體的反應是一種“權衡”，未參與該研究的Chen說道。線粒體活性增加讓精子“精力旺盛”，更容易遊向卵子，但多餘的線粒體RNA也會從父親傳給胚胎，改變胚胎從父親那裡獲得的資訊，損害其健康。
Teperino的團隊不僅研究了細胞，也研究了超重人類父親的後代，以及吃高脂食物的小鼠父親的後代。研究團隊發現，在後一個群體中，約30%出現了代謝問題。進一步實驗顯示，這些小鼠後代從父親那裡獲得的線粒體tRNA遠多於其他小鼠後代從低脂飲食父親那裡獲得的線粒體tRNA。作者在分析了3431名人類兒童的資料後發現，受孕時父親的BMI指數越高，後代的代謝健康越差。
證據不全
該研究的一個技術限制在於，部分實驗使用的測序技術只能探測到完整的RNA分子。因此，該研究無法證明碎片化的RNA是否從父親傳給了胚胎。Teperino說：“我們認為碎片傳了下去，但我們證明不了。”
Chen覺得有意思的是，該研究發現小鼠父親只將代謝問題傳給雄性後代——與Chen自己在2016年發表的論文一致。“這說明X精子和Y精子攜帶著不同的資訊,”他說，為何X和Y精子會這樣，則是個需要進一步研究的好問題。
Chen說，這項研究說明，如果你能產生精子，你最好吃得健康，這將影響你的精子中攜帶的資訊，影響你的下一代。
參考文獻：
1.Tomar, A. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-024-07472-3 (2024).
2.Chen, Q. et al. Science 351, 397-400 (2016).
原文A dad’s diet affects his sperm — and his sons’ health標題發表在2024年6月5日《自然》的新聞版塊上
© nature
Doi：10.1038/d41586-024-01623-2
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