大家都聽過 DHA（docosahexaenoic acid，中文為二十二碳六烯酸），它和 EPA（eicosapentaenoic acid，二十碳五烯酸）一樣，都屬於多元不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，簡稱 PUFA）。這類長鏈的脂肪酸分子及其衍生物，對於人體運作相當重要，在神經系統的發育與維繫、細胞膜狀態、訊息傳遞分子的製造與作用等方面，都扮演重要的角色。
多元不飽和脂肪酸－直接吃，或自製
人類如何獲得多元不飽和脂肪酸？有兩個方式。一是藉由飲食攝取，直接由食物中取得；多種魚類、肉類、海洋哺乳類中，富含多元不飽和脂肪酸，人類吃下魚油，也就一起吃下當中的脂肪酸。另一種方式是人體自己合成，把較為短鏈、雙鍵數較少的脂肪酸原料，透過酵素轉化為更長鏈、雙鍵數較多的產品。
由此可以看出，影響脂肪酸攝取與加工，至少有兩個關鍵因素：飲食（環境）與酵素（遺傳基因）。飲食不同會導致人體對加工脂肪酸，產量的需求不一；不同個體的酵素作用力差異，也會影響該攝取多少脂肪酸；兩者又可能互相影響。
「多元」「不飽和」「脂肪酸」是什麼意思？脂肪酸是由碳組成，一端為「羧基」的長鏈分子；不飽和（unsaturation）是與「飽和（saturation）」對照的概念：脂肪酸的碳鏈分子上，沒有雙鍵稱作飽和，有雙鍵稱為不飽和；只有一個雙鍵，叫作單元不飽和，超過一個雙鍵，就是多元不飽和。
不飽和脂肪酸又可分為 ω−3、ω−6、ω−9 等。假如碳鏈上第一個雙鍵的位置，與沒有羧基的另一端開頭，距離是 3 個碳，稱作 ω−3 脂肪酸；差距 6 個碳，叫作 ω−6 脂肪酸。比方說脂肪酸全長 20 個碳，第一個雙鍵在第 17 號碳，這就是 ω−3；第一個雙鍵在 14 號碳，就是 ω−6。
去飽和酶－生產不飽和脂肪酸的酵素
要將脂肪酸變得更不飽和，亦即加上更多雙鍵，人類與其他動物都仰賴「去飽和酶（fatty acid desaturase，簡稱 FADS）」這個酵素。人類共有 3 個去飽和酶基因：FADS1、FADS2、FADS3，都位於第 11 號染色體上（11q12-13.1），呈串聯排列。
目前 3 個基因中，對 FADS3 的認識很少，研究集中在 FADS1 與 FADS2。這兩個基因皆具備去飽和的酵素活性，都能以ω−3 和 ω−6 脂肪酸為原料，不過兩者的受質不一樣，因此也會製造出不同的產物。
由於去飽和酶的產物－各種鍵長與雙鍵數不同的不飽和脂肪酸，對人類的生存和發育相當重要，所以這些基因在演化上，或許也常常成為受到天擇力量作用的目標。近來基因體學在定序與分析方面都突飛猛進，加上獲得愈來愈多古代，及現代族群的基因組，使得不少研究著重於尋找哪些基因、在哪些族群中，曾受過天擇影響。不意外地，數個已發表的研究中，都看得到去飽和酶的蹤影。
比「出非洲」更早存在的多樣性
全人類都源自非洲，如今所有非洲以外的人皆可追溯到，一小群數萬年前離開非洲的移民。遺傳學家發現，非洲族群絕大部分遺傳特徵，都帶著本來（ancestral）的版本，而非洲以外的各地族群，則是配備後來衍生的變異（derived）；這與人類離開非洲後數萬年來，歷經過許多與家鄉不同的環境，需要重新適應，因此累積新的遺傳變異有關。
然而，去飽和酶在各地的分佈狀況，卻不符合常見的模式。2012 年發表的研究比較了人類的猿猴親戚：恆河猴、大猩猩、黑猩猩，還有千人基因組計劃（1000 Genomes Project）第一期資料中的各地人類族群，發現現代人中存在兩款去飽和酶基因，一種祖先型，另一種是衍生型 [2]。
非洲族群中，多數人的兩個對偶基因都是衍生型，少數則是各一個祖先與衍生型，幾乎沒有人兩個皆為衍生型。相對地，非洲以外的族群，儘管也以衍生型較多，卻也有相當比例人口屬於祖先型，甚至美洲原住民中，幾乎所有人都是祖先型。
由此研究可以推論，人類去飽和酶的兩種變異，應該在離開非洲以前已經存在，現在的分佈狀態，是各地族群後來不同的發展所致，或許受到隨機因素影響，也可能與不同地區的飲食狀況有關，但究竟如何有關，卻不容易回答－畢竟這是歷時幾萬年之久，牽扯環境與基因交互作用的複雜問題。
2017 年發表的論文，讓事情顯得更不單純 [3]。此研究納入取自阿爾泰地區，滅絕多時的 2 種古代人種的基因組－尼安德塔人和丹尼索瓦人一起比較，結果發現丹尼索瓦人帶著祖先型，尼安德塔人卻帶著衍生型！智人至少在 40 多萬年，更可能超過 70 萬年前就跟他們分家了，意謂去飽和酶的 2 種變異，或許已經存在非常非常久。
如今千人基因組計劃邁入第三期，發展到 2504 個樣本（《千人基因組計畫人類史上最偉大的資源共享》）；另外還有如西蒙斯計劃、愛沙尼亞計劃等大規模的定序計劃（《人類離開非洲的遷徙，都記錄在基因組》），加上許許多多定序資訊發表，可供分析的樣本愈來愈多。
有了這麼多樣本，遺傳學家沒讓大家失望。目前我們知道，去飽和酶基因在格陵蘭的伊努特人、南亞，以及歐洲族群中，都分別受到選汰力量影響過。相當有趣的是，同樣的基因在不同族群中，似乎曾發生過截然相反的變化。
文 / 寒波
油脂人生（下）：千變萬化，屢受選汰的去飽和酶參考文獻：
1. Zhang, J. Y., Kothapalli, K. S., & Brenna, J. T. (2016). Desaturase and elongase-limiting endogenous long-chain polyunsaturated fatty acid biosynthesis. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 19(2), 103-110.
2. Ameur, A., Enroth, S., Johansson, Å., Zaboli, G., Igl, W., Johansson, A. C., … & Meitinger, T. (2012). Genetic adaptation of fatty-acid metabolism: a human-specific haplotype increasing the biosynthesis of long-chain omega-3 and omega-6 fatty acids. The American Journal of Human Genetics, 90(5), 809-820.
3. Buckley, M. T., Racimo, F., Allentoft, M. E., Jensen, M. K., Jonsson, A., Huang, H., … & Jørgensen, M. E. (2017). Selection in Europeans on fatty acid desaturases associated with dietary changes. Molecular biology and evolution.
（作者部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名的粉絲團《同名的粉絲團》，歡迎參觀、拍打、與餵食）
