這是一位吉爾吉斯斯坦婦女,科學(xué)家們對(duì)從格魯吉亞到吉爾吉斯斯坦等古絲綢之路各地的不同人群進(jìn)行了研究,希望能夠找出各地居民基因與他們當(dāng)?shù)仫嬍晨谖镀弥g的關(guān)系。
一群科學(xué)家沿著古絲綢之路又重新探訪了一遍,因?yàn)樗麄兿胫阑蚺c人們飲食偏好之間是否存在聯(lián)系。
這絕不是本次旅途中最讓人難以忍受的一刻,但是Paolo Gasparini在哈薩克斯坦的Alga小鎮(zhèn)(Alga, Kazakhstan)上參加的這個(gè)宴會(huì)卻真的讓他很不舒服,因?yàn)橹魅私o他安排了特別的優(yōu)待——讓他給在座的各位分羊頭,當(dāng)然是煮熟了的羊頭。Gasparini在這一刻已經(jīng)能夠明顯感受到他那幫年輕同事們的無(wú)聲抗議,因?yàn)樗麄円捕己ε麓魰?huì)不得不吞下分給他們的一只羊耳朵或者羊眼睛。Gasparini是意大利Trieste大學(xué)(University of Trieste,Italy)的一名醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)家,他好不容易忍住一陣惡心之后還是戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢地給每個(gè)人分了一小塊羊皮,當(dāng)?shù)厝苏J(rèn)為最珍貴的羊耳朵、羊眼等部位還是分給了在座的當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)者。
不過(guò)這種讓人不舒服的經(jīng)歷恰好就是他們此行的目的。這群意大利人不遠(yuǎn)萬(wàn)里來(lái)到這里就是想搜集古絲綢之路(這是一條在2000多年以前連通中國(guó)和歐洲的商貿(mào)要道)沿線各個(gè)種族居民的DNA樣品,尋找各地居民口味偏好背后的遺傳原因。Gasparini等人在2010年的7月從Trieste出發(fā),到今年的6月抵達(dá)本次旅行的目的地吉爾吉斯斯坦(Kyrgyzstan)北部地區(qū),沿途一共收集了大約1100份DNA樣品,還對(duì)包括高加索人(Caucasian)、土耳其人(Turkish)、蒙古人(Mongolian)等多個(gè)民族在內(nèi)的十幾個(gè)種族人群進(jìn)行了上萬(wàn)次的感官檢查(sensory-test)。
近二十年來(lái),科研人員們一直都在舌頭上尋找甜味、酸味、苦味、咸味以及美味(savoury)等各種滋味的受體。最終科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)我們舌頭感受到的味道其實(shí)是各種受體接受刺激之后,再由我們?nèi)梭w的大腦將這些信號(hào)與鼻腔里數(shù)百種氣味受體(odorant receptor)傳遞來(lái)的食物相關(guān)信號(hào)進(jìn)行整合之后得到的一種整體感覺(jué)??墒强茖W(xué)家們還是說(shuō)不清為什么不同地區(qū)的人們會(huì)有各自的飲食偏好。
也許是因?yàn)椴煌貐^(qū)的人們?cè)诰幋a這些味覺(jué)受體和嗅覺(jué)受體的基因上存在一些微小的差異,所以才會(huì)造成這種口味上的差別吧。但是我們?nèi)祟?lèi)不光只依靠味覺(jué)和嗅覺(jué)來(lái)感知食物,還會(huì)通過(guò)觸覺(jué)感受食物爽滑的質(zhì)地,通過(guò)聽(tīng)覺(jué)感受咀嚼堅(jiān)果時(shí)發(fā)出的嘎扎響聲,通過(guò)視覺(jué)感受食物美妙的外形,所以這些輔助感官也會(huì)對(duì)我們的食物偏好產(chǎn)生一定的影響。這次絲綢之路之旅讓Gasparini團(tuán)隊(duì)能夠有機(jī)會(huì)對(duì)各個(gè)不同種族的人群進(jìn)行研究,可能會(huì)比較容易發(fā)現(xiàn)這些存在于基因上的微小差異,找出隱藏在各地人群口味背后的遺傳學(xué)原因。俄羅斯國(guó)家科學(xué)院遺傳學(xué)及細(xì)胞學(xué)研究所(Russian Academy of Sciences Institute of Cytology and Genetics in Novosibirsk)的遺傳統(tǒng)計(jì)學(xué)家Yurii Aulchenko認(rèn)為, Gasparini團(tuán)隊(duì)的這次旅行讓他們有機(jī)會(huì)能夠站在一個(gè)從未有過(guò)的視角上審視不同人群之間的差異。
從事進(jìn)化研究和種族遺傳學(xué)研究的科研人員對(duì)這次絲綢之路科考也充滿(mǎn)了興趣,甚至連食品公司都在密切關(guān)注此事。人類(lèi)因?yàn)殚L(zhǎng)期面臨食物短缺和有毒植物的威脅所以會(huì)根據(jù)生存環(huán)境的“要求”做出相應(yīng)的進(jìn)化適應(yīng)動(dòng)作。因此富含卡路里的脂肪類(lèi)食物就極受我們的歡迎,很少有人能夠抵御這種食物的誘惑,而綠花椰菜(broccoli)這些吃起來(lái)有點(diǎn)苦味的食物哪怕富含營(yíng)養(yǎng)素也很難被人們接受,因?yàn)槌R?jiàn)的有毒食物也是苦味的。這種口味上的偏好性有利于我們的祖先在艱苦的環(huán)境中生存下來(lái)??傻搅水?dāng)今食物供應(yīng)如此豐富的年代,這種遺傳“優(yōu)勢(shì)”可就害苦我們了,當(dāng)今的肥胖癥以及相關(guān)的健康問(wèn)題全都是因?yàn)檫@種飲食偏好造成的。所以徹底找到飲食偏好背后的生物學(xué)原因有助于我們改變不良的飲食習(xí)慣。坐落在瑞士洛桑的雀巢公司健康研究院(Nestlé Institute of Health Sciences in Lausanne, Switzerland)的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究主任Jim Kaput就認(rèn)為,這項(xiàng)研究可以幫助食品公司開(kāi)發(fā)出符合人們口味,同時(shí)也非常有利于人們健康的食品??涩F(xiàn)在他們對(duì)這方面還是一無(wú)所知,所以非常歡迎多開(kāi)展一點(diǎn)這樣的基礎(chǔ)研究工作。Kaput等人現(xiàn)在正在和雀巢洛桑研究中心(Nestlé Research Center in Lausanne)合作對(duì)人類(lèi)基因組與食物偏好性之間的關(guān)系進(jìn)行研究。
這種沿絲綢之路的探險(xiǎn)也經(jīng)常被人叫做馬可波羅之旅(Marco Polo),因?yàn)檫@位威尼斯探險(xiǎn)家早在13世紀(jì)的時(shí)候就沿著這條商貿(mào)要道來(lái)到了中國(guó)。所以當(dāng)Gasparini在5年前遇上了Trieste高級(jí)研究國(guó)際學(xué)校媒體實(shí)驗(yàn)室(Medialab of the International School for Advanced Studies in Trieste)的主任Enrico Balli后,他們也萌生了同樣的想法,想要再來(lái)一次馬可波羅之旅。直率的物理學(xué)家出身的科普人Balli非??释臄z一部描寫(xiě)這些異域風(fēng)光的紀(jì)錄片,而彬彬有禮的Gasparini則一直都在研究隱藏在意大利阿爾卑斯山谷中各個(gè)與世隔絕組群的遺傳情況。Gasparini一直都對(duì)遺傳背景與飲食偏好之間的關(guān)系非常感興趣,同時(shí)他也在為食品公司提供相關(guān)的咨詢(xún)服務(wù),所以他也一直渴望有一個(gè)機(jī)會(huì)到很少有科學(xué)家涉足的遙遠(yuǎn)的亞洲和南美洲,對(duì)當(dāng)?shù)氐母鱾€(gè)族群進(jìn)行一番研究。
這種族群一般都是由少數(shù)幾個(gè)祖先不斷地在族內(nèi)通婚而繁衍下來(lái)的,所以族人在遺傳背景上的同源性相當(dāng)高。遺傳學(xué)家們就很容易在這種族群內(nèi)發(fā)現(xiàn)某個(gè)基因與某個(gè)族群特征之間的關(guān)系,比如與飲食偏好之間的關(guān)系。如果在流動(dòng)性非常大的現(xiàn)代社會(huì)中進(jìn)行這種研究幾乎是不可能成功的。如果對(duì)多個(gè)這樣的族群進(jìn)行平行比對(duì)就更容易發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的線索。如果在兩個(gè)族群中都發(fā)現(xiàn)某一個(gè)基因與某一個(gè)性狀相關(guān),那么幾乎就可以將這個(gè)規(guī)律推廣到所有人群當(dāng)中。
而絲綢之路科考之旅就給科學(xué)家們提供了一個(gè)極佳的機(jī)會(huì)開(kāi)展上述這種科學(xué)考察活動(dòng)。這條探險(xiǎn)線路要穿越好幾座著名的山脈,比如帕米爾高原(Pamir)和中亞的天山山脈(Tian Shan)等,還要經(jīng)過(guò)游牧民族放牧的綠洲,還能拜訪到自古以來(lái)在絲綢之路沿線定居下來(lái)的各個(gè)不同民族的后裔等。這些不同的族群之間很少通婚,但他們?cè)陲嬍沉?xí)慣上卻有很多相似之處。絲綢之路沿線居民的烹飪風(fēng)格幾乎也都差不多,也就是在食用的面包、面條和水果等方面有一點(diǎn)差異。這也就意味著這些人在飲食口味上的偏好很有可能就是因?yàn)樗麄冊(cè)谶z傳背景上存在差異,而不是因?yàn)轱嬍澄幕泻尾煌斐傻?,所以這就讓Gasparini這樣的遺傳學(xué)家更加興奮不已了。
但是Gasparini和Balli的首要問(wèn)題是如何到達(dá)這些地點(diǎn)。他們最開(kāi)始計(jì)劃的是一次全自助旅行,自己開(kāi)車(chē)走完全程。幸運(yùn)的是,他們后來(lái)聯(lián)系上了Terra Madre組織(這是一家由位于意大利都靈附近的非營(yíng)利機(jī)構(gòu)Slow Food創(chuàng)辦的發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)民合作組織,旨在以可持續(xù)的方式生產(chǎn)高質(zhì)量的農(nóng)產(chǎn)品)的合伙人Lilia Smelkova。Smelkova恰好就是前蘇聯(lián)專(zhuān)家,而B(niǎo)alli他們要拜訪的絲綢之路沿線各國(guó)就是前蘇聯(lián)的各個(gè)加盟共和國(guó)。當(dāng)Smelkova聽(tīng)說(shuō)了Balli他們的計(jì)劃之后感覺(jué)他們都瘋了。因?yàn)樗麄円サ哪菈K土地現(xiàn)在正是內(nèi)戰(zhàn)連連、恐怖主義盛行的地區(qū)。不過(guò)Smelkova還是盡她所能地提供了幫助,因?yàn)樗矚g他們的想法,所以她也同意和他們合作,共同完成這次科學(xué)探險(xiǎn)。
絲綢之路科考。意大利的科研人員們花了三個(gè)暑假的時(shí)間重走了一遍早在2000多年以前連通中國(guó)和歐洲的古絲綢之路,對(duì)絲綢之路沿線不同種族的居民進(jìn)行了一次研究,因?yàn)樗麄兿胫肋@些居民體內(nèi)的基因是不是決定了他們各自不同的口味偏好。
最終確定下來(lái)的科考小組由十個(gè)人組成,他們將整個(gè)路程給劃分成了3段,計(jì)劃用3個(gè)暑假走完全程,如上圖所示。第一年就考察了格魯吉亞地區(qū),因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒(méi)有經(jīng)驗(yàn),帶了幾件衣服和一些便攜裝備就上路了,結(jié)果可想而知。他們每一天都要開(kāi)好幾個(gè)小時(shí)的車(chē)才能到達(dá)采樣社區(qū)進(jìn)行采樣和各種檢測(cè)研究。他們?cè)诋?dāng)?shù)毓蛡蛄艘幻g,幫助他們招募志愿者進(jìn)行DNA采樣和進(jìn)行口味測(cè)試等各項(xiàng)研究。他們還會(huì)對(duì)測(cè)試者進(jìn)行不同頻率聲音敏感程度的測(cè)試,對(duì)咸味和苦味敏感程度的測(cè)試,以及對(duì)不同顏色和12種不同味道的氣體敏感程度的測(cè)試。志愿者還會(huì)瀏覽80種不同食物的照片,然后從中找出他們最喜歡的食物和最不喜歡的食物。Balli他們到了晚上再把這些白天采集的資料輸進(jìn)電腦。
整個(gè)研究中最關(guān)鍵的工作就是采集唾液DNA樣品,但這份工作也是最麻煩的。當(dāng)Balli等人在2010年的9月初返回意大利之后,才發(fā)現(xiàn)烏茲別克斯坦海關(guān)截留了他們?cè)诎⑷萁⑼翈?kù)曼斯坦和烏茲別克斯坦采集的350份唾液樣品。據(jù)Balli回憶,當(dāng)時(shí)他雖然已經(jīng)精疲力盡了,但還是不得不又飛回烏茲別克斯坦共和國(guó)的首都塔什干將這些樣品裝進(jìn)手提箱里給帶了回來(lái)。
之后的數(shù)據(jù)分析又耗費(fèi)了好幾年的時(shí)間。Gasparini的課題組對(duì)所有樣品里的SNP位點(diǎn)都進(jìn)行了非常仔細(xì)的分析,而且還將對(duì)其中的50份樣品進(jìn)行全基因組測(cè)序分析。
結(jié)果他們?cè)谝恍┮阎幕蛑邪l(fā)現(xiàn)了8個(gè)突變位點(diǎn),其中就包括一個(gè)與感受辣味相關(guān)的離子通道蛋白編碼基因,這個(gè)基因也決定了人們的口味偏好。Gasparini等人還在甜味受體組份TASIR2蛋白的編碼基因上發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)突變位點(diǎn),N.Pirastu等人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這個(gè)基因與人們對(duì)伏特加酒和白酒的偏好性有關(guān)。而且之前有人在小鼠動(dòng)物試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)偏好甜食的小鼠剛好也喜歡喝酒(S. M. Brasser et al. Physiol. Genomics 41, 232–243; 2010)。這說(shuō)明這兩種口味可能都取決于同一個(gè)受體。
通過(guò)這些數(shù)據(jù)肯定還可以得到很多更重大的發(fā)現(xiàn)。據(jù)Gasparini介紹,他們小組目前正在研究塔吉克斯坦居民對(duì)苦味極其敏感以及經(jīng)常聞錯(cuò)味道的特性是否與他們的嗅覺(jué)感受器受體(olfactory receptor)編碼基因相關(guān)。如果事實(shí)的確如此,那么Gasparini等人將是世界上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)基因與人們的嗅覺(jué)和味覺(jué)有關(guān)的課題組。這一研究成果也有助于我們理解人類(lèi)是如何通過(guò)嗅覺(jué)、味覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)及視覺(jué)等多個(gè)不同的感官對(duì)食物形成一整套立體感覺(jué),同時(shí)形成自己獨(dú)特口味的科學(xué)機(jī)制。這一研究成果還將提供一些非常有價(jià)值的線索,幫助科學(xué)家們了解人體感官的進(jìn)化機(jī)制。Gasparini打趣道:誰(shuí)知道呢?可能就是進(jìn)化給那些在某些感官上有缺陷的人提供了一些幫助,讓他們能夠存活下來(lái)。比如讓對(duì)嗅覺(jué)不敏感的人變得對(duì)苦味更加敏感,所以他們也能夠很好地辨別有毒的食物等等。
這些遺傳數(shù)據(jù)還能夠?qū)η嘶蚪M計(jì)劃(1000 Genomes Project)起到一定的補(bǔ)充作用。這是因?yàn)樗^的千人基因組計(jì)劃是一個(gè)對(duì)全世界不同種族人群里出現(xiàn)的遺傳突變進(jìn)行整理分類(lèi)的研究項(xiàng)目,但是到目前為止這個(gè)項(xiàng)目還沒(méi)有涉及到中亞地區(qū)的種族,缺乏相關(guān)的數(shù)據(jù),所以Gasparini等人的工作剛好彌補(bǔ)了這個(gè)空缺。群體遺傳學(xué)家(Population geneticists)都很想知道不同的族群各自是如何進(jìn)化的,Aulchenko認(rèn)為他們也能從Gasparini的研究中發(fā)現(xiàn)一些有價(jià)值的信息。Gasparini指出,他們都知道在人類(lèi)歷史上發(fā)生過(guò)幾次大規(guī)模的人口遷徙,比如走出非洲,但是他們不清楚這些人口大遷徙活動(dòng)和人類(lèi)的遺傳變異之間有什么關(guān)系。
不過(guò)要獲得這些第一手資料還真是不容易。比如Gasparini等人開(kāi)車(chē)在帕米爾高原上從Qal’aikhum穿越塔吉克斯坦前往Khorugh的旅途就非常辛苦和驚險(xiǎn)。因?yàn)榍懊娴缆贩忾],所以他們的吉普車(chē)不得不繞道,在酷熱的天氣里沿著狹窄的、塔吉克斯坦和阿富汗交界的Panj河岸跋涉了好幾個(gè)小時(shí),更要命的是沿途還遍布地雷。
不過(guò)最終Gasparini和Balli還是完成了既定的工作計(jì)劃,并且已經(jīng)為明年的旅程做好了安排。在19世紀(jì)末,一批來(lái)自意大利Trieste一個(gè)封閉小部落的成員移民來(lái)到了南美洲,然后在安第斯山脈中的幾個(gè)山谷里安家落戶(hù),定居了下來(lái)。Gasparini就很想對(duì)這些人的口味進(jìn)行一番了解,看看他們和意大利本土居民的口味有沒(méi)有什么差異。這個(gè)研究和絲綢之路研究又截然不同,因?yàn)檫@是對(duì)兩個(gè)遺傳背景完全相同,但是口味卻不一致的族群進(jìn)行研究。Gasparini希望通過(guò)這個(gè)研究可以發(fā)現(xiàn)除了遺傳背景之外的其它因素,比如環(huán)境因素等會(huì)不會(huì)對(duì)人們的飲食偏好性產(chǎn)生影響。
Gasparini表示,雖然旅途非常辛苦甚至充滿(mǎn)了危險(xiǎn),但是回報(bào)卻讓他非常滿(mǎn)足。而且如果不是因?yàn)檫@次馬可波羅之行他也不會(huì)知道原來(lái)燉羊頭不是他的菜。
原文檢索:
Alison Abbott. (2012) TASTE FOR ADVENTURE. Nature, 488:269-271.
筱玥/編譯
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