科學家們最近發現了一個令人驚訝和潛在的重要原因，即為什麼吃經常在高溫下烹飪的食物，如紅肉和油炸食品，會提高癌症風險。疑似罪魁禍首： 食物中的DNA在烹飪過程中被破壞。

正如作者所知道的那樣，由斯坦福大學科學家領導的這項研究與美國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同行合作，證明了被高溫破壞的DNA成分可以通過消化吸收，隨後併入食用該食物的人的DNA。

這種吸收直接將損害置於消費者的DNA中，可能會引發基因突變，最終可能導致癌症和其他疾病。

雖然現在說這種情況發生在人類身上還為時過早–該研究只在實驗室培養的細胞和小鼠中觀察到熱損傷的DNA成分的吸收和DNA損傷的增加–但該發現可能對飲食選擇和公共健康有重要影響。

“我們已經證明烹飪可以損害食物中的DNA，並發現食用這種DNA可能是遺傳風險的來源，”該研究高級作者、斯坦福大學人文與科學學院化學系教授Eric Kool說。”在這些發現的基礎上，可以真正改變我們對食物準備和食物選擇的看法。”

曾在斯坦福大學從事化學博士後研究的Yong Woong Jun，現在在韓國高級科學技術研究所工作，是這項研究的主要作者，該研究於6月1日發表在ACS Central Science上。

新的遺傳危險

許多研究將食用燒焦和油炸食品與DNA損傷聯繫起來，並將這種危害歸因於某些在體內形成所謂活性物質的小分子。然而，值得注意的是，在典型的烹飪中產生的那些小分子的數量比食物中自然出現的DNA的數量少幾千倍，Kool說。

要使這些活性物質造成DNA損傷，它們必須在細胞中與DNA發生物理接觸，以引發有害的化學反應–這很可能是一個罕見的事件。相反，DNA的關鍵成分被稱為核苷酸，通過生物大分子的正常分解–例如在消化過程中–很容易被納入細胞的DNA中，這表明受損的食物DNA對消費者的其他DNA下游造成損害的途徑是合理的，而且可能是重要的。

Kool說：”我們並不懷疑先前研究中發現的小分子確實很危險。”但在我們的研究之前，從來沒有記錄過的是潛在的大量熱損壞的DNA可以被消費者自己的DNA吸收。”

我們就是我們所吃的

許多人不知道我們吃的食物–肉、魚、穀物、蔬菜、水果、蘑菇，你可以說它是什麼–包括原生生物體的DNA。這種疏忽是可以理解的，因為DNA並不像蛋白質、碳水化合物、脂肪、維生素和礦物質那樣出現在營養標籤上。

然而，被吞噬的DNA的數量是不可忽視的。例如，一塊大約500克（16盎司）的牛排含有超過一克（0.04盎司）的牛的DNA，這表明人類接觸到的潛在熱損傷的DNA也同樣不可忽視。

調查復雜的DNA分子如何被修復的細枝末節–無論是在不可避免的自然錯誤之後，還是由環境暴露引起的損害–是Kool在斯坦福大學實驗室的主要目標。為此，實驗室和他們的合作者已經設計出了誘導和測量DNA特定形式損傷的方法。

在追求這一研究方向的同時，Kool開始思考與食源性DNA和眾所周知的人體”挽救”和重新使用DNA碎片的過程之間的假設聯繫。

研究人員繼續烹調食物–即碎牛肉、碎豬肉和土豆–在100攝氏度（212華氏度）下煮15分鐘或在220攝氏度（約430華氏度）下進行20分鐘的溫和烘烤。斯坦福大學的研究人員隨後從這些食物中提取了DNA，並將樣本發送給NIST的合作者。

由Miral Dizdaroglu領導的NIST團隊表明，所有這三種食物在煮沸和烘烤時都表現出DNA損傷，而且在幾乎所有情況下，更高的溫度都會增加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，土豆在較高溫度下產生的DNA損傷比肉類少，原因不明。

兩種最常見的損傷涉及到含有一種叫做胞嘧啶的化合物的核苷酸成分在化學上改變為一種叫做尿嘧啶的相關化合物，以及在另一種叫做鳥嘌呤的化合物中加入氧氣。這兩種DNA損傷都具有基因毒性，因為它們最終會損害基因功能，並促進突變，導致細胞不受控制地複製成癌症。

接下來，Kool的團隊將實驗室培養的細胞暴露出來，並給小鼠餵食一種含有高濃度熱損傷DNA成分的溶液。研究人員使用了一種創新工具，該工具是Kool實驗室在以前的工作中創建的，它用熒光分子標記受損的DNA部位，使損傷的程度易於測量。

總的來說，實驗室培養的細胞顯示出明顯的DNA損傷，這是由於吸收了熱損傷的DNA成分。至於小鼠，DNA損傷主要出現在小腸內壁的細胞中，這是說得通的，因為大部分的食物消化是在那裡進行的。

值得進一步調查

該團隊現在計劃深入研究這些令人驚訝初步發現。未來的一個研究方向是測試更多種類的食物，跟踪研究DNA含量高的食物，如動物產品，可能比DNA含量低的食物，如土豆和其他植物，構成更多潛在的遺傳威脅的想法。研究人員還計劃研究模擬不同食物製備的烹飪方法–例如，烹飪食物的時間超過20分鐘。

重要的是，研究的範圍將需要擴大到長期的、較低劑量的熱損傷DNA，預計在典型的人類飲食中消費幾十年，而不是在概念驗證研究中的高劑量管理。

Kool說：”我們的研究提出了很多問題，關於吃烤、炸或以其他方式用高熱製備的食物的一個完全未被探索的、但可能是實質性的慢性健康風險。我們還不知道這些初步的發現將帶來什麼，我們邀請更廣泛的研究界在此基礎上進行研究。”