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2016年7月13日 星期三

你能喝酒嗎?--用亞洲紅asian flush作為基因與遺傳的教案



如這是從http://www.gbhealthwatch.com/Trait-Asian-Flush.php翻譯過來的文章
如ㄑ
可以從性狀講到基因,從基因講到突變,從突變講到DNA。 這學年是搭配高二基因與遺傳的章節做結尾活動。
用5mm見方的脫脂棉片貼在手腕內側7分鐘後,拿起來若是紅紅的,就表示ALDH作用不足。
還可以帶到族群遺傳及生物地理學的概念喔。
至於怎麼用,就看大家囉~
另外感謝薛靜瑩老師的好點子,還可以跟鐮刀型紅血球貧血症做比較,可以看不同天擇壓力下的微演化過程喔。

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genes and me » asian flush  


如果你曾經跟中國、日本或韓國人一起去喝酒,多半都會看到他們只喝了一口酒就滿臉通紅。但若問他們是不是不舒服,他們又可以好像正常的說笑。
所謂的「亞洲紅」就是指這種在東亞很常見的酒精反應。在1981年時就已經有醫學報告( Lancet)指出這個反應與肝臟的ALDH2酵素作用不足有關https://lh5.googleusercontent.com/Lkg8SkLTye8Ia3n0Om_n-ATm0-1MOHK_fxhyeNg6HdB4tPwyDHtzAxuXAxwxPzbD81_oh5pnoniw5hwco9-EgvahyEteFBUNIIo3WKolZdWYEsDVMvUDr3AOm4Ew6BWIS0jbrs0
人體內主要是在肝臟分解酒精,主要的兩種分解酵素是乙醇去氫酶(ADH)與乙醛去氫酶(ALDH)。他們會合作將乙醇氧化為乙醛,再氧化為乙酸。
chemical breakdown of alcohol
正常的乙醛去氫酶基因ALDH2*1上的其中一個核苷酸G變成A(rs671=ALDH2*2),導致轉譯後的胺基酸從原本的麩胺酸變成離胺酸。改變後的乙醛去氫酶基因稱為ALDH2*2,轉譯出來的酵素將乙醛轉變為乙酸時的效率很差,造成乙醛在血液中堆積,也就使得微血管擴張,在皮膚較薄的地方看起來就會紅紅的。
對於人類來說,乙醛是一個致癌因子。研究顯示喝酒後臉紅除了顯示ALDH2功能不足外,可能也意味著罹患食道癌的風險增加6到10倍。訓練酒量有時候會慢慢減少喝酒臉紅的現象,但罹患食道或其它相關癌症的風險仍然是非常高的。
有趣的是ALDH2*2這個突變後的基因只出現在約1/3東亞後裔身上。某些歐洲人也會有喝酒後臉紅的現象,但是就不是因為ALDH2*2這個基因了,至於為什麼,還沒有人知道真正的原因。下面的圖中,紅色的部分顯示的就是ALDH2*2這個基因在各個地方族群中所佔的比例(主要一共有四種不同的ALDH2基因).

ALDH2*2這個基因在地理上與種族間的分布很特殊,所以有研究者認為這與種植稻米的歷史有關。有的研究者認為這個突變基因是從二、三千年前居住在東南亞北部的百越族開始的。歷史學家認為百越族是河姆渡文化的起點,也是最先開始種植稻米與茶的民族。
.在研究乙醇去氫酶ADH時,科學家也發現類似的現象。正常版的ADH基因中第47個核苷酸發生點突變,造成突變版的基因「ADH1B」,原本應該轉譯出天門冬胺酸在突變後就變成了組胺酸。突變後的乙醇去氫酶作用特別「快」,可以快速地將乙醇轉化為乙醛,但細胞來不及將乙醛轉化為乙酸時,乙醛就會在血液中堆積。就像ALDH2*2 基因,ADH1B這個突變版的基因特多的族群也是集中在最先種植稻米的地方。
Geographic and racial distribution of the ALDH2*2 allele為為什麼最先開始種植稻米的族群會保留這些突變基因呢?有科學家認為是因為具有這些突變基因的人喝了酒會不舒服。釀酒的歷史幾乎跟種植稻米一樣悠久。釀造出來的酒精提供了一個安全的飲料來源,也幫助當時的人們保存過剩的稻米。但是喝太多酒所帶來的問題,不論是以前還是現在都是一樣的,經濟上的、健康上的負面效果都很大。所以,基因都正常的人反而比較可能有酗酒的問題,雖然不一定那麼簡單,但統計上已經證明具有突變基因ADH1B*47His或是 ALDH2*2的人,有酒精成癮的機率較低。
References
1. Peng Y, Shi H, Qi XB, Xiao CJ, Zhong H, Ma RL, Su B. The ADH1B Arg47His polymorphism in East Asian populations and expansion of rice domestication in history. BMC Evolutionary Biology 2010, 10:15. PMID:20089146
2. Cui R, Kamatani Y, Takahashi A, Usami M, Hosono N, Kawaguchi T, Tsunoda T, Kamatani N, Kubo M, Nakamura Y, Matsuda K. Functional variants in ADH1B and ALDH2 coupled with alcohol and smoking synergistically enhance esophageal cancer risk. Gastroenterology. 2009 Nov;137(5):1768-75. PMID:19698717
3. Chen YC1, Peng GS, Wang MF, Tsao TP, Yin SJ. Polymorphism of ethanol-metabolism genes and alcoholism: correlation of allelic variations with the pharmacokinetic and pharmacodynamic consequences. Chem Biol Interact. 2009 Mar 16;178(1-3):2-7. PMID:1901492

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