【基因研究】男人的體重改變了精子DNA

■男人真的要注意自己的腰圍了,因為有科學證據顯示,男人的體重會影響精子的基因活性,進而遺傳給孩子,決定他們未來過重的機率。

©Thinkstock photos/ Getty Images
©Thinkstock photos/ Getty Images

撰文|黃貞祥

丹麥哥本哈根大學的Romain Barrès等人利用表觀遺傳學的方法(epigenetics,又譯為「表徵遺傳學」、「擬遺傳學」、「表遺傳學」、「外遺傳學」以及「後遺傳學」),發現體重不同的男人,他們的精子上的化學修飾也有所不同。表觀遺傳學研究的是在不改變DNA序列的前提下,通過某些機制引起可遺傳的基因表現或表現型的變化。

長期以來的一些觀察已發現父母的體重對後代有長遠的影響。在二戰時由於德軍的食物剝奪,在1944年荷蘭饑餓的冬天中懷孕的母親,生下的兒女和孫兒女,更容易罹患心臟病、糖尿病和肥胖;實驗也發現營養不良的孕鼠,後代更容易罹患糖尿病,其中雄性後代的精子也有了表觀遺傳的改變,讓孫子容易罹患糖尿病;而過胖的雄鼠和健康的母鼠生下的後代,也較容易罹患糖尿病。這些表觀遺傳的改變原本是為了要通知後代食物的短缺與否,可是卻在食物豐裕時造成後代的代謝問題。

Romain Barrès等人收集了13位苗條的男人(BMI中值為23)以及10位過肥的男人(BMI中值為32)的精子,然後觀察那些精子裡的表觀遺傳標記。他們發現兩種表觀遺傳標記,無論是小片段非編碼RNA(small non-coding RNA),還是DNA的甲基化,兩組都有顯著差異。基因的甲基化決定了基因的表現與否,他們發現有超過九千個基因都有了甲基化的變化,其中許多基因和腦發育、胃口和代謝相關。例如他們發現在過重男人精子中,調控影響胃口的基因CART的小片段非編碼RNA量較高,

為了瞭解減重是否也會影響精子的表觀遺傳標記,他們從六位進行過胃分流手術的男人,分別取得手術一週後和一年後的精子。他們發現有1,509個基因,在手術一週後就有了顯著的甲基化變化,一年後有3,910個基因有了變化。其中約40%的基因在胖瘦男人的比較中也有差異。

雖然這個研究的結果意義重大,可是由於樣本數不夠多,未來恐怕需要更大規模的研究,才能確立這個趨勢是否可再現,並且也需要更多研究來瞭解那些表觀遺傳變化是否真的會影響後代的生理。

肥胖和食道分流手術改變了精子的表觀遺傳標記(Donkin and Versteyhe et al. Cell Metabolism. DOI: 10.1016/j.cmet.2015.11.004)
肥胖和食道分流手術改變了精子的表觀遺傳標記(Donkin and Versteyhe et al. Cell Metabolism. DOI: 10.1016/j.cmet.2015.11.004)

原學術論文:
Donkin and Versteyhe et al.: "Obesity and Bariatric Surgery Drive Epigenetic Variation of Spermatozoa in Humans" Cell Metabolism. DOI: 10.1016/j.cmet.2015.11.004

參考資料:
1. Gretchen Vogel. Weight gain—and loss—can alter men’s sperm. Science| DOI: 10.1126/science.aad7516. 3 December 2015.
2. Carl Zimmer. Parents May Pass Down More Than Just Genes, Study Suggests. New York Times. 3 December 2015.
3. Andy Coghlan. Obese men found to make sperm with thousands of modified genes. New Scientist. 3 December 2015.

--
作者:黃貞祥 現於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育 生物學研究。科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。

 

加入好友

9,221 人瀏覽過

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *

為了避免你是機器人,請在留言前回答以下問題: