几杯咖啡才够你清醒一整天？还得看基因 | Scientific Reports 论文推荐

新的研究发现了一种限制咖啡消耗量的基因 PDSS2。研究认为，该基因能够减弱细胞分解咖啡因的能力，使人不需要饮用那么多咖啡就可以得到较明显的提神效果。同时，PDSS2 基因发生变异的人可能饮用更少咖啡。越来越多研究发现，饮用咖啡对健康具有正面影响，了解我们饮用咖啡背后的动因尤为重要。

编译 笑辰

审校 雷文茜

美式英语中有个俏皮的说法“java jolt”（直译为“咖啡震荡”）用来贴切地形容喝完浓咖啡后瞬间清醒的感觉。有些人每天天要享受多次“震荡”，而有些人一天一次足矣。一项新的研究告诉我们，这种咖啡饮用量的差异可能早已深埋在我们的基因里。

新的研究发现了一种能减少咖啡消耗量的基因PDSS2。该基因或能负调控咖啡因代谢基因的表达，减弱细胞分解咖啡因的能力，使其在体内滞留更久，让人不需要饮用那么多咖啡就可以获得较明显的提神效果。同时，研究人员认为，该基因的一些DNA变异可能增强其基因表达，发生 DNA 变异的人可能更少地饮用咖啡。这项研究已在线发表于2016年8月25日的《科学报告》（Scientific Report，论文信息见文末）。

这并不是第一个把喝咖啡与基因相联系的研究。2011年，一个国际研究团队已发现两个与咖啡饮用习惯相关的基因位点，分别位于咖啡因代谢相关的 CYP1A2 基因与调控 CYP1A2 活性的 AHR 基因附近。2014年，全基因组的元分析进一步发现了6个新的相关基因变异。这其中还包括两个在葡萄糖与脂质代谢相关基因（GCKR 与 MLXIPL）附近的位点，而在此之前科学家从未将它们和咖啡的代谢与神经学作用联系在一起。

而新的发现在原有研究的基础上，深化了我们对基因与饮用咖啡习惯之间关联的认识，进一步揭示了咖啡因代谢的生物机制。

这项研究跟踪调查了超过1200位来自意大利南部与东北部的参与者的咖啡饮用习惯，并分析了他们的基因信息。每位参与者被要求完成一份问卷调查，需回答的问题包括他们每天饮用多少杯咖啡。

团队发现，高度表达的 PDSS2 基因能够抑制咖啡因代谢途径中的基因的表达，因此抑制咖啡因分解。在这些意大利人中，PDSS2 基因附近21种 DNA 基因变异（单核苷酸多态性，SNP）与咖啡饮用量有关。携带变异 PDSS2 基因的人通常饮用更少咖啡。饮用习惯差异约为每天1杯咖啡。

他们在1700多位荷兰人中进行了相同的研究，得到的结果十分相似。但似乎仅5种在意大利人群中发现的变异改变着荷兰人的饮用习惯，变异的影响程度也更低。

研究人员认为，两地结果的差异可能是由于两国咖啡文化的不同。在意大利，人们更喜欢类似浓缩咖啡的小杯咖啡，而荷兰人则偏爱含有更多咖啡因的更大杯的咖啡，这种大杯的咖啡因含量大约是小杯的三倍。科学家怀疑，其它有关咖啡因分解的基因（例如 CYP1A2）可能在体内咖啡因剂量较高时控制着饮用习惯，而 PDSS2 则限制着较低水平咖啡因摄入。

咖啡与疾病

论文第一作者、爱丁堡大学的 Nicola Pirastu 博士说：“某种程度上说，咖啡是种极具争议的饮品。”

这种长久以来被冠以“有害健康”名头的饮品已被证实具有不太影响健康的温和的成瘾性。但是人们始终相信咖啡必定隐藏着不小的隐患，尤其是作用于神经系统的咖啡因成分。咖啡因能够提高心率，20世纪70年代，有研究认为饮用咖啡与急性心肌梗塞明显有关。类似咖啡阻碍发育或致癌的谣言也一直流传。

而事实上，在大规模人口的研究中并没有发现包括高血压、胃溃疡、胃酸反流和心房颤动的那些传说中的咖啡“副作用”。

越来越多的研究发现咖啡对健康的益处，或者说至少无害。上世纪80年代挪威研究者发现咖啡饮用量与谷氨酰转移酶（GGT）水平具有负关联关系。之后，咖啡被发现具有预防肝部病变、帮助对抗肝癌的功效。现在咖啡被认为能够降低2型糖尿病、心脏疾病与中风的风险，甚至似乎能够抵抗抑郁、帕金森氏综合征及阿尔茨海默病。

最令人惊讶的是，2012年美国学者发现，每天喝两杯以上咖啡的人活得更长，类似的结果也被日本等多国科学家证实——咖啡摇身变成了“灵丹妙药”。

但科学家们尚未完全确认咖啡究竟是如何达成这些功效的。目前普遍认为其成分中的咖啡因和多酚确实起到了积极作用。

Pirastu 表示，正因为咖啡对健康的明显影响，了解我们饮用咖啡及选择食物背后的动因显得尤为重要。“我们喝咖啡欲望可能早已深植于基因。我们需要更全面地研究这一发现，并阐明 PDSS2 基因与咖啡消耗量的生物性联系。”

参考文献

[1] University of Edinburgh (2016) Coffee drinking habits can be written in our DNA,study finds. Available at: (Accessed: 30. Aug. 2016);

[2] Saey,T. H. (2011) Gene & cells. Availableat: (Accessed: 30. Aug.2016);

[3] Sci News (2014) It’s in Genes! Scientists Identify Six New Genetic VariantsAssociated with Habitual Coffee Drinking. Available at: (Accessed: 30. Aug. 2016);

[4]Saey, T. H.(2016) Thank (or blame) yourgenes for ability to handle java jolt.Availableat: (Accessed: 30. Aug. 2016);

[5]Sifferlin, A. (2016) Blame Your Genes For Your Coffee Addiction. Available at: (Accessed: 30. Aug. 2016);

[6]Seppa, N. (2015) Coffee reveals itself asan unlikely elixir. Availableat: (Accessed: 30. Aug. 2016).

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论文基本信息

【题目】Non-additivegenome-wide association scan reveals a new gene associated with habitual coffeeconsumption

【作者】NicolaPirastu et al.

【刊期】Scientific Reports (2016)

【日期】25. Aug. 2016

【DOI】10.1038/srep31590

【摘要】Coffee is one of the most consumed beverages world-wideand one of the primary sources of caffeine intake. Given its important healthand economic impact, the underlying genetics of its consumption has been widelystudied. Despite these efforts, much has still to be uncovered. In particular,the use of non-additive genetic models may uncover new information about thegenetic variants driving coffee consumption. We have conducted a genome-wideassociation study in two Italian populations using additive, recessive anddominant models for analysis. This has uncovered a significant association inthe PDSS2 gene under the recessive model that has been replicated in anindependent cohort from the Netherlands (ERF). The identified gene has beenshown to negatively regulate the expression of the caffeine metabolism genesand can thus be linked to coffee consumption. Further bioinformatics analysisof eQTL and histone marks from Roadmap data has evidenced a possible role ofthe identified SNPs in regulating PDSS2 gene expression through enhancerspresent in its intron. Our results highlight a novel gene which regulatescoffee consumption by regulating the expression of the genes linked to caffeinemetabolism. Further studies will be needed to clarify the biological mechanismwhich links PDSS2 and coffee consumption.

【原文链接】http://www.nature.com/articles/srep31590

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