果蝇研究挑战进化和高碳水化合物饮食的理论

动物中常见的单个线粒体DNA突变可能在肥胖和其他与碳水化合物含量高的饮食相关的健康问题中发挥作用。

这是新南威尔士大学科学家领导的研究的一个含义，他们研究了不同的饮食如何影响果蝇种群。研究人员观察到两组黑腹果蝇果蝇在喂食高蛋白和高碳水化合物的替代饮食时出现了惊人的差异。具有显着线粒体DNA(mtDNA)突变的果蝇幼虫在食用高碳水化合物香蕉时显示出显着的发育增长，但在高蛋白饮食的西番莲果中停滞不前。

相反，没有mtDNA突变的果蝇幼虫在高蛋白饮食中繁殖，但在摄入碳水化合物时频率下降。新南威尔士大学生物技术与生物分子科学学院领导这项研究的比尔巴拉德教授表示，这项研究是进化工作中积极选择的罕见证明。

“这项研究的独特之处在于，我们已经确定了线粒体基因组中的一个突变，即当喂食特定的饮食有利时，会导致人群中苍蝇的频率增加，”他说。“然后，当你将饮食换回高蛋白质饮食时，带有突变的果蝇数量下降，而其他没有突变的果蝇也会上升。”

该研究是澳大利亚，美国和西班牙研究机构作者之间为期六年的详尽合作，对分子进化的中性理论提出了挑战，即分子水平的物种变化是随机的，不是由自然选择引起的。对物种没有好处或不利。新南威尔士大学博士生Sam Toarnicki是该论文的第一作者，他解释了为什么这不仅仅是一个随机的中性变异。

“选择性的优势在于：拥有以高碳水化合物饮食为食的突变的幼虫在蛋白质饮食[也带有突变]之前成长为良好的早期成年人，”他说。“而且我们发现这两组之间在一代人的发展上有10%的差异，这是巨大的。

“而且因为我们追随了25代，随着时间的推移，这些增加了更多，这提供了更多的数字和巨大的选择优势。”鉴于人类与果蝇共享75%的相同基因，并具有相同的mtDNA基因，因此人类mtDNA中遗传的相同突变可能以类似的方式代谢碳水化合物，这当然是一个有趣的前景。

巴拉德教授说，虽然确认这将是“另一个NHMRC资助和多年的调查和测试”，但这个想法值得探讨。他说，对一个人的“有丝分裂”的了解可以帮助解释为什么高碳水化合物饮食可能导致某些人的肥胖和糖尿病，而不是其他人。

“但是，对于那些隐藏突变的人来说，这个消息并不是一件好事，”他说。“当然，你需要在年轻时管理你的碳水化合物摄入量，但如果你不幸发展为帕金森病，高碳水化合物饮食会帮助你保持体重。“因此，我们研究的结果是开辟了一个新领域，用于开发治疗帕金森病的特定饮食和药物。”远非抗击疾病和减少健康问题，知识可以帮助人们计划和实现生活选择。

“我们工作中最明显的含义是人们应该开始管理他们的饮食以匹配他们的基因型以实现他们的特定目标。这是'营养基因组学'不断增长的领域，”巴拉德教授说。他使用了足球队不同身体要求的类比：一些球员需要速度，一些球员需要增加体重而另一些球员需要脂肪层。

“了解一个人的血清型可以帮助每个人优化他们的饮食以实现这些目标，这也有助于一个人选择他们最适合的角色。”“第二个例子是我们的能量目标会随着时间的推移而改变，因此我们喂养身体的食物也应该改变。一些人的目标可能是提高生育率，同时增加寿命可能是老年人的目标。“因此，了解我们的有丝分裂将帮助我们确定最佳饮食，以实现生活选择。”

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