您的早餐是喜欢吃玉米片还是面包片呢?回答可能取决于您的淀粉酶基因。美国的两位研究者已经证实,动物对某一特定食物的喜好取决于它所产生的淀粉酶的类型。虽然研究人员是以一种小的甲壳类动物的取食为研究对象,但是他们声称这些结果可能适用于范围较广的动物,包括人类在内。
纽约大学的玛莎 · 高尔娜(Martha Guarna)和理查德 · 博罗斯基(Richard Borowsky)研究了一种像虾的沙蚤近亲——海滩钩虾(Gammarus palustris)的取食习性,这种食海藻的甲壳动物,生活于美国东海岸的盐滩。在20世纪80年代中期,博罗斯基所在的研究小组证实了海滩钩虾对海藻的选择受到淀粉酶基因中的一个基因的影响。这个被称为AmyⅡ的基因可以产生差异微小的变型,其中两个主要的变型为AmyⅡ·52和AmyⅡ·55。高尔娜和博罗斯基证实动物遗传上的变异影响了它的食性。因为每一动物都继承了来自母本的一个基因拷贝和来自父本的一个基因拷贝,因此每个个体可能携带两个相同变异型的基因拷贝,也可能携带两个不同变异型的基因拷贝。
博罗斯基同事让海滩钩虾在两种普通的藻类中进行选择:一种看起来像细草的肠浒苔(Enteromorpha intestinalis);另一种为石莼(UIvalactuca),它形成了覆盖岩石的绿膜。通常,海滩钩虾喜欢吃肠浒苔,因为石莼含有少量毒素使之味道不美。但是研究人员发现携带两个AmyⅡ·52基因拷贝的个体比携带两个AmyⅡ·55基因拷贝的个体更常选择吃肠浒苔,而携带各一个变异型基因拷贝的个体则在前两者之间以一定频度选择。
现在高尔娜和博罗斯基已经发现淀粉酶基因是如何影响海滩钩虾对食物的选择的。这种被称为AmyⅡ的基因含有组成一种类型淀粉酶的信息,基因的变异产生了酶的变异。基因的影响源于以下的事实:海滩钩虾产生了如此多的淀粉酶以至于溢到周围的水中,因而甚至在钩虾咬海藻之前,淀粉酶已开始消化海藻中的淀粉。淀粉酶分解淀粉释放麦芽糖和各种各样其它的糖类。因此这种效果使得海藻的味道变得更甜。高尔娜和博罗斯基已经发现AmyⅡ·52和AmyⅡ·55可能以不同的方式使海藻甜化。
研究人员从肠浒苔和石莼中提纯了淀粉,并用两种不同类型的酶进行消化。当用酶作用于来自任一种类的淀粉时,AmyⅡ·52和AmyⅡ·55都释放了不同的糖混合物。假如这一过程在自然状态下发生的话,对海滩钩虾来说,每一类型海藻的味觉取决于动物所产生的淀粉酶的变异类型。
为了弄清不同类型的糖混合物是否可以解释海滩钩虾对海藻的选择,研究人员人工配制了糖混合物,并与一种果胶混合,然后涂在玻璃珠上。他们给动物提供涂有不同混合物的成对的玻璃珠,看它们到底喜欢哪一个。当提供的糖混合物与被AmyⅡ·52消化的淀粉相一致时,动物宁愿选择肠浒苔的糖混合物,而非石莼的糖混合物。但当提供的混合物与被AmyⅡ·55消化的淀粉相一致时,动物通常选择石莼的混合物。
这一研究结果与早期的研究结果相吻合。这意味着当被AmyⅡ·52消化而不是被AmyⅡ·55消化时,肠浒苔的味道更好。反之对石莼亦是如此。携带2个拷贝的AmyⅡ·52变异基因的动物将仅制造这种变异酶,使之最喜欢选择肠浒苔,同样,携带2个拷贝AmyⅡ·55基因的动物最喜欢选择石莼。
博罗斯基希望在人体继续这项研究。我们的唾液含有各种各样的淀粉酶,而且人与人之间淀粉酶的组合都不一样,当我们咀嚼时,人的唾液淀粉酶通过由淀粉释放糖来影响我们所吃食物的味觉。
[New Scientist,1993年8月]