将食品领域与NGS技术结合一直以来都是我特别期待的事情，这个领域有太多的学术流派坚持自己认为对的真理。急需要有一种技术来标准化和统一化现行的理念。
通俗但不确切的打个比方就是：现在人们对饮食和营养越来越重视，越来越多的营养师开始从科研岗走向日常工作岗，比如，明星们要营养师给他们配保持身材的饮食，运动员需要增加肌肉的配餐，幼儿园需要营养师保证孩子们营养均衡。
但是作为营养师的我们知道人是一个很复杂的机体，传统意义上所谓的健康饮食并不适合每一个人，而且我们师出不同门派秉承着不同的理念，谁也不服谁，所以需要一种强有力的助力让真正正确的声音成为主流，让其他声音闭嘴！
期待未来食品领域和表观遗传擦出意想不到的火花。
1. 饮食，肠道微生物群和肥胖：与宿主遗传学和表观遗传学及潜在应用的联系
不同的证据表明，肠道微生物群参与肥胖和相关合并症的发展。据报道，肥胖和较瘦受试者的肠道微生物群的组成不同，这表明微生物群的生态失调可能导致体重变化。然而，肠道微生物群参与能量稳态的机制尚不清楚。肠道微生物群可以通过不同的生活方式和饮食因素来正面或负面地调节。有趣的是，据报道，遗传背景，肠道微生物群和饮食之间的复杂相互作用也与肥胖和代谢综合征特征的发生有关。此外，微生物代谢物可以诱导表观遗传修饰（即DNA甲基化和微RNA表达的变化），可能对健康状况和肥胖易感性产生影响。此外，微生物产品，例如短链脂肪酸或膜蛋白，可通过调节食欲，脂肪生成，糖异生，炎症和其他功能来影响宿主代谢。代谢组学方法被用于鉴定宿主中具有生物活性的新的生物活性，允许发现新的靶标和工具以结合到个性化疗法中。本综述总结了目前对人体肠道微生物群与肥胖发生和发展之间关系的理解。这些科学见解为理解肥胖与微生物群之间的复杂关系铺平了道路。在新方法中，益生元，益生菌，后生物和粪便微生物组移植可用于恢复肠道生态失调。
文章：Diet, Gut Microbiota, and Obesity: Links with Host Genetics and Epigenetics and Potential Applications. by Amanda Cuevas-Sierra, Omar Ramos-Lopez, …, J Martinez (2019)
通讯作者简介
J Alfredo Martinez
Department of Nutrition, Food Science, and Physiology and Center for Nutrition Research, University of Navarra, Pamplona, SpainNavarra Institute for Health Research (IdiSNA), Pamplona, SpainCentro de Investigacion Biomedica en Red Fisiopatologia de la Obesidad y Nutricion (CIBERobn), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, SpainMadrid Institute of Advanced Studies (IMDEA Food), Madrid, Spain
Address correspondence to JAM (e-mail: jalfmtz@unav.es)
2.饮食中的变化通过微生物组影响表观遗传学
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俗话说，你就是你所吃的东西，但为什么会这样呢？研究人员已经知道，饮食会影响体内微生物的平衡，但这如何转化成对宿主的影响还没有被理解。现在，对老鼠的研究表明，微生物通过释放出作用于组蛋白的代谢物而与宿主进行交流，从而影响基因转录，这不仅发生在结肠，也在身体其他部位的组织中。该研究结果于2016年11月23日发表于Molecular Cell。
“这是我们所希望的一系列长期而富有成效的研究的第一部分，为的是了解肠道微生物之间的联系及其对宿主健康的影响，”John Denu说，他是威斯康星大学麦迪逊分校的生物分子化学教授，也是该研究的资深作者之一。“我们想探索肠道菌群是否会影响宿主体内不同组织的表观遗传编程。”这些组织位于近端结肠、肝脏和脂肪组织中。
在这项研究中，研究人员首先将无菌老鼠与具有活跃肠道微生物的老鼠进行了比较，发现肠道菌群在几个组织中改变了宿主的表观基因组。接下来，他们将食用正常鼠粮的老鼠与喂食西方型饮食的老鼠进行了比较，后者的饮食缺乏复杂的碳水化合物和纤维，并且高脂肪、高单糖。与之前其他研究人员的研究结果一致，他们发现食用正常鼠粮的老鼠的肠道菌群与那些吃西方食物的老鼠不同。
“当宿主摄入的饮食富含复杂的植物多糖(如纤维)时，肠道微生物就会有更多的食物，因为不同于单糖，我们的人类细胞不能利用它们，”Federico Rey说，他是威斯康星大学麦迪逊分校的细菌学助理教授，也是该研究的另一名资深作者。
此外，他们发现，与健康饮食的老鼠相比，西方饮食的老鼠产生的某些特定的代谢物的水平不同。Denu说：“我们认为，这些代谢物（短链脂肪酸、丙酸酯和丁酸酯，主要是由纤维的微生物发酵产生的），对我们在老鼠组织中观察到的表观遗传效应很重要。”
下一步是将代谢产物的变化与表观遗传变化联系起来。当他们观察老鼠体内的组织时，他们发现组蛋白乙酰化和甲基化因饮食的不同而差异。Denu解释说:“我们的研究结果表明，在染色质改变的水平上，对宿主的影响是很深刻的。这种机制通过不同的基因表达影响宿主的健康。”
为了证实这些代谢物驱动了表观遗传变化，研究者们通过饮用水让无菌老鼠接触三种短链脂肪酸，以确定这些物质是否足以引发表观遗传变化。在观察小鼠的组织后，他们发现小鼠体内的表观遗传特征与那些在健康饮食中茁壮成长的小鼠的一致。
还需要做更多的工作在人身上验证这些来自小鼠的发现。Denu说：“显然，这是一项复杂的任务。但我们知道，人类微生物群落也会产生这些短链脂肪酸，你会在人类的血浆中发现它们，所以我们推测同样的事情正在人身上发生。”
Rey还说，在患有糖尿病和心血管疾病的人群中，产生丁酸的细菌的丰度较低，而丁酸也被认为在肠道中具有抗炎作用。
但研究人员并不提倡用短链脂肪酸来补充饮食，以此作为饮食健康的一种方式。Rey说：“水果和蔬菜含有丰富的复杂多糖。它们还有很多其他的成分，包括多酚，它们也会在肠道中被代谢，并且有可能会影响宿主的染色质，而我们目前还不了解这种情况。短链脂肪酸是冰山的一角，它们并不是全部。”
文章: Krautkramer et al: MolecularCell "Diet-microbiota interactions mediate global epigeneticprogramming in multiple host tissues."http://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(16)30670-0 , DOI:10.1016/j.molcel.2016.10.025
碎碎念
有时候，最好的科学源于最简单的问题。这个问题可能看起来如此的显而易见，以至于几乎所有人都不会对此质疑，也就没有必要去回答。我们就是不爱去挑战那些完全自明的东西。因此，偶尔，当有人站起来并问道：“为什么会这样？”的时候，我们都会发现一个看起来想当然的事情，其实完完全全还是一个谜。这种情况在食品领域特别明显。我们理所应当的认为健康的饮食对机体产生益生效应，可是为什么会这样呢？好像没有人能彻底说得清楚。
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3.《遗传的革命》——肥胖的表观遗传学
《遗传的革命》，内莎·凯里著，贾乙 王亚菲译，重庆出版社
如我们所知的那样，肥胖的发生率逐年升高。在发达国家具有更快的速度，这已是世界性的疾患了。肥胖与多种健康问题相关，包括心血管疾病和2型糖尿病。超过40岁的肥胖的人，平均比非肥胖者要少活6到7年。
来自荷兰饥饿冬天和其他饥荒的数据显示孕期营养缺乏能够影响到后代，而这些后续效应还能够向下一代遗传。换句话说，营养不良能够对下一代产生表观遗传学的影响。尽管更难以解释，但数据显示在一个男孩生命关键点出现的作用很有可能对后代造成不良后果。人群中肥胖流行是否可能将对下一代甚至下下一代产生连锁效应？因为我们真的不希望等上40年才能证明这一点，所以科学家们再次将目光转向动物模型，试图从中获得一些有益的启示。
第一组来自动物的数据提示营养因素可能并不产生跨代的影响。通过给予怀孕agouti小鼠高甲基集团饮食导致的被毛特征的变化并不能传递给更下一代。但是，也许这是个别的特例。2010，两篇文章的发表至少给了我们可以思考的停顿。它们分别发表在两本顶级学术期刊：《自然》和《细胞》上。这两篇文章中，研究者给予雄性动物过量的饮食，而后持续监控它们后代的情况。
一个实验使用的是SD大鼠。实验中，被给予高脂饮食的雄性SD大鼠与正常饮食的雌性进行交配。过度喂食的雄性出现超重，具有很高的脂肪/肌肉的比例以及许多人类2型糖尿病患者的症状。它们的后代体重正常，但也出现了糖尿病样的异常。许多哺乳动物体内参与与控制新陈代谢和能量代谢的基因表达出现了异常。出于不明的原因，该现象在女儿们的身上特别显著。
一个完全独立的研究团队在近交系小鼠身上研究了饮食的影响。雄性小鼠被给予低蛋白的异常饮食。同时，该饮食中的糖含量被提高以补全降低的蛋白部分。这些雄性与正常雌性进行交配。研究者花了3周时间检测了大量后代的肝脏里面基因的表达情况。通过对大量后代的分析，他们发现许多参与代谢的基因的调节出现了异常。他们还发现了这些子代肝脏中出现了表观遗传修饰的异常。
所以，这两个研究都向我们表明，至少在啮齿类动物中，父亲的饮食情况能够直接影响子代的表观遗传学修饰、基因表达和健康情况。而且，不是由于环境因素——这跟人类中因为父亲给予孩子过量的汉堡和薯条而导致的肥胖不一样。这是一种直接的影响，而且在大鼠和小鼠中出现得相当频繁以至于不能认为其成因是饮食导致的基因突变，因为发生的比率并不符合。所以，最可能的解释是饮食导致了表观遗传学影响，并可以从父亲传递给孩子。尽管这些数据还很初步，但是这些结果却支持者这个观点。
如果你能掌握所有这些数据——从人类到啮齿类、从饥荒到过量饮食——就会有一个非常令人担忧的问题出现。也许我们以前认为的“我们吃什么会影响我们自己”远远不够。也许我们父母，甚至更上几代的祖先吃什么会影响我们。
这可能会使我们想知道关于健康生活方式的建议是否还有意义。如果我们已经是表观遗传特征的受害者，这表明我们已经被定型了，而我们只能被我们的祖先的“甲基化”所摆布。但是，这个模型过于简单了。压倒性数量的数据表明，政府机构和慈善机构给予的健康忠告——富含水果和蔬菜的健康饮食，少坐在沙发上和不吸烟——是完全有意义的。我们是个复杂的有机体，而且我们的健康和寿命是由我们的基因组，表观遗传基因组和环境因素共同影响的。但请记住，即使是在近交系agouti小鼠中，保持在标准饲料条件下，研究人员也无法预测新生的小鼠到底有多黄或者能胖到什么程度。更何况我们人，为什么不尽一切可能来提高我们获得健康和长寿的机会呢？如果我们打算要孩子，我们怎会不希望竭尽所能，让他们具有更接近健康的身体呢？
当然，总是有我们无法掌控的事情。其中最被重视的例子之一就是能够影响表观遗传特征并持续至少4代的环境毒素。烯菌酮是一种抗真菌剂，被广泛使用于红酒工业中。如果被哺乳动物摄入，它会被换成一种化合物，并能结合在雄性激素受体上。这是结合睾丸酮的受体，而作为雄性激素的睾丸酮对性发育、精子的生成和许多男性相关的功能非常重要。当烯菌酮与雄激素受体结合后，睾丸酮就无法将正常的信号传递给细胞，因此其正常的激素功能也被屏蔽了。
如果在胚胎睾丸发育给予怀孕大鼠烯菌酮的话，雄性后代就会出现睾丸缺陷和生殖能力降低。而且此作用一直持续到之后的三代。大概90%的雄性后代会受累，这比传统的1%的DNA突变率可大多了。甚至基因组里面特定的突变率最高区域的突变率都不及其十分之一。在这些大鼠实验中，仅仅有一代暴露在烯菌酮中，但是其影响持续了至少四代，所以这也是拉马克遗传学的另一个特例。通过雄性传递的模式似乎是表观遗传机制的另一个证据。同一研究组的后续研究已经证明了烯菌酮能够导致基因组特定区域的异常DNA甲基化。
上面描述的实验中的大鼠接受的烯菌酮剂量很高。这个剂量远远高于我们平时生活中能够接触到的烯菌酮剂量。不管怎么说，以上的实验结果也导致一些政府部门开始研究环境中农用激素和激素干扰物（从避孕药到农药中的化学物质）是否会对人类产生微小的，但却是可能被遗传下去的影响。
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