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新发现:影响基因表达,环境污染比遗传背景更大力

2018/03/10 来源:BioArt
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导读
近几年来,空气质量一直是国人最关心的问题之一。2015年,柴静在网上放出调查空气质量的纪录片《穹顶之下》,人们对雾霾的关注达到了顶点。雾霾的危害到底有多大?同样经受着空气、水源等环境污染,为什么一些人更容易生病甚至死亡,一些人看起来却能安之若素?


2015年柴静纪录片《穹顶之下》

本文转载自“BioArt”。

过去人们认为,有不同遗传背景的人对环境因子有不同的反应,因此个体对特定疾病的遗传率和患病风险也不同,这方面已有较多的理论描述。然而人们并不清楚,环境与基因组的在人类身上究竟是怎样相互作用的。Nature Communication杂志今日刊发的一篇文章分析了来自加拿大魁北克的1,000名个体,发现暴露于局部环境因子(比如空气污染)比遗传背景对调节基因表达和健康有更大影响。


加拿大多伦多大学的Philip Awadalla及同事从来自魁北克不同地区的1,007人中搜集并评测了包括环境暴露、健康、基因表达水平和全基因组遗传差异信息等数据。分析发现,血液样本中表现出的环境对基因表达的影响大于遗传背景对其影响【图1】。


图1. 火山图分析表明,相同遗传背景下,不同环境暴露的基因表达差异显著(a);而相同的环境暴露中,不同的遗传背景并未显著影响基因表达(c)。

此外,局部环境空气污染,比如PM2.5、二氧化氮和二氧化硫,可调节影响心血管代谢特征与呼吸特征的基因表达,它们可能导致肺部疾病和动脉硬化。

smarca2编码一种ATPase,参与调控染色质结构,是染色质重塑复合物SNF/SWI的一部分,与肿瘤抑制相关基因的激活相关。在这项研究中,研究人员发二氧化氮可以调控smarca2的表达(下图),这表明由于空气质量带来的环境差异可能通过作用某些疾病相关基因的调控调控表达影响人们的健康。


图2. 二氧化氮的浓度可以调控smarca2的表达。红色:二氧化氮高暴露水平;蓝色:二氧化氮低暴露水平

作者总结他们的发现显示了局部环境如何直接影响疾病风险,以及遗传差异可调节个人对环境挑战的应答。

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