食物DNA是一種新的潛在基因損傷來源

從健康的角度來講，食物分健康和不健康。無污染、安全、優質、營養是綠色食品的特征。而油炸，重油重鹽則長期以來被人們劃分為不健康的食物，如果大量食用紅肉和油炸食品與則影響健。近日，一項新的研究表明，食物DNA是一種新的潛在基因損傷來源。

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許多研究將食用燒焦和油炸食品與DNA損傷聯系起來，并將這種傷害歸因于體內形成所謂活性物質的某些小分子。然而，值得注意的是，這些在典型烹飪中產生的小分子數量比食物中自然產生的DNA數量少幾千倍。

對于那些能引起DNA損傷的活性物質來說，它們必須在細胞中與DNA發生物理接觸，從而引發有害的化學反應——這很可能是一種罕見的事件。相比之下，DNA的關鍵成分，如核苷酸，通過生物分子的正常分解——例如，在消化過程中——很容易結合到細胞的DNA中，這表明受損的食物DNA可能會對下游消費者的其他DNA造成損害。

研究人員最近發現了一個令人驚訝的潛在重要原因，為什么經常吃高溫烹飪的食物，比如紅肉和油炸食品，會增加患癌癥的風險。所謂的罪魁禍首是:在烹飪過程中被破壞的食物中的DNA。

斯坦福大學的科學家和他們在國家標準與技術研究所(NIST)、馬里蘭大學和科羅拉多州立大學的合作者進行的這項研究首次為作者所知，研究表明，熱損傷DNA的成分可以在消化過程中被吸收，并融入消費者的DNA中。這種吸收直接對消費者的DNA造成損害，可能引發基因突變，最終導致癌癥和其他疾病。

雖然現在說這種情況發生在人類身上還為時過早——這項研究只觀察到了在實驗室培養的細胞和小鼠中熱損傷DNA成分的吸收和增加的DNA損傷——但這一發現可能對飲食選擇和公眾健康有重要的影響。

“我們已經證明烹飪會破壞食物中的DNA，并發現食用這些DNA可能是遺傳風險的來源，”該研究的通訊作者Eric Kool?！耙赃@些發現為基礎，可以真正改變我們對食物準備和食物選擇的看法?！?/p>

前斯坦福大學化學博士后研究員，現就職于韓國科學技術院(Korea Advanced Institute of Science and Technology)的Yong Woong Jun是該研究的第一作者，該研究于6月1日發表在ACS Central Science上。

“我們不懷疑在先前的研究中發現的小分子確實是危險的，”Kool說。“但在我們的研究之前從未記錄過的是，潛在的大量熱損傷DNA可以被消費者自己的DNA吸收?！?/p>

很多人都沒有意識到，我們吃的食物——肉、魚、谷物、蔬菜、水果、蘑菇，你能想到的——都含有原始生物的DNA。這種疏忽是可以理解的，因為DNA不會像蛋白質、碳水化合物、脂肪、維生素和礦物質那樣出現在營養標簽上。然而，被吞噬的DNA數量也不容忽視。例如，一塊大約500克的牛排含有超過1克的牛DNA，這表明人類暴露在潛在的熱損傷DNA中同樣不可忽視。

研究復雜的DNA分子是如何修復的——既包括不可避免的自然錯誤，也包括由環境暴露引起的損傷——是庫爾在斯坦福實驗室的主要目標。為此，Kool的實驗室和他們的合作者設計了一種方法來誘導和測量特定形式的DNA損傷。

在進行這方面的研究時，Kool開始思考食源性DNA與人體“回收”和再利用DNA碎片這一眾所周知的過程之間的假設聯系。研究人員繼續烹飪食物——即碎牛肉、碎豬肉和土豆——在100攝氏度下煮沸15分鐘，或在220攝氏度下輕度烘烤20分鐘。斯坦福大學的研究人員隨后從這些食物中提取DNA，并將樣本發送給NIST的合作者。

由Miral Dizdaroglu領導的NIST團隊表明，這三種食物在煮沸和烘烤時都表現出DNA損傷，并且在幾乎所有情況下，高溫都會增加DNA損傷。有趣的是，即使只是煮沸，一個相對較低的烹飪溫度，仍然會導致一些DNA損傷。其他有趣的結果也出現了——例如，由于未知的原因，土豆在高溫下受到的DNA損傷比肉少。

最常見的兩種損傷包括一種核苷酸成分，它含有一種叫做胞嘧啶的化合物，在化學上轉變為一種叫做尿嘧啶的相關化合物，以及另一種叫做鳥嘌呤的化合物中加入氧氣。這兩種DNA損傷都是遺傳毒性的，因為它們最終會損害基因功能，促進突變，導致細胞不受控制地復制成癌癥。

接下來，Kool的團隊將實驗室培養的細胞暴露出來，并給小鼠喂食含有高濃度熱損傷DNA成分的溶液。研究人員使用了一種創新的工具，這種工具是在Kool的實驗室內部在之前的工作中創建的，它用熒光分子標記受損DNA的位置，使損傷的程度易于測量?？偟膩碚f，實驗室培養的細胞由于吸收了熱損傷的DNA成分而顯示出明顯的DNA損傷。對于小鼠來說，DNA損傷明顯出現在小腸內壁的細胞上，這是有道理的，因為大部分食物都是在那里消化的。

研究小組現在計劃更深入地研究這些令人驚訝的初步發現。一個未來的研究途徑是測試更廣泛種類的食物，跟蹤DNA含量高的食物，如動物產品，可能比低DNA含量的食物，如土豆和其他植物，造成更大的潛在遺傳威脅。研究人員還計劃研究模擬不同食物準備的烹飪方法——例如，烹飪食物的時間超過20分鐘。

重要的是，研究的范圍需要擴大到長期的、低劑量的熱損傷DNA，而不是在概念驗證研究中使用的高劑量。

Kool說:“我們的研究提出了很多問題，這些問題是關于一種完全未被探索的，但可能存在的慢性健康風險，這些風險來自于吃燒烤、油炸或其他高溫食物。我們還不知道這些初步發現將會帶來什么，我們邀請更廣泛的研究界在此基礎上進一步發展?！?/p>