冬眠是自然界最奇怪的行為之一，會(huì)使熊和其它哺乳動(dòng)物增加大量的體重，這樣它們才能在長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的睡眠中存活下來(lái)。然而，當(dāng)這些動(dòng)物再次出現(xiàn)時(shí)，它們還是和以前一樣健康。 現(xiàn)在，猶他大學(xué)的科學(xué)家表示他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了關(guān)于這種現(xiàn)象的新的遺傳線索，這可能會(huì)讓我們更好地理解甚至治療困擾著全世界數(shù)百萬(wàn)人的肥胖和代謝紊亂。

神經(jīng)解剖學(xué)副教授克里斯托弗·格雷格博士說(shuō)道：“冬眠動(dòng)物進(jìn)化出了一種不可思議的能力來(lái)控制它們的新陳代謝，關(guān)于新陳代謝的疾病有許多，其中包括肥胖、2型糖尿病、癌癥和阿爾茨海默氏病。我們相信，了解基因組中與冬眠有關(guān)的部分，將有助于我們學(xué)會(huì)控制一些主要疾病的風(fēng)險(xiǎn)。 我們的新研究令人大吃一驚的是，這些重要的基因組部分隱藏在98% 不含基因的基因組中，我們過(guò)去稱之為‘垃圾 DNA’。”

在之前的研究中，格雷格和生物信息學(xué)家埃利奧特·費(fèi)里斯在哺乳動(dòng)物基因組中尋找基因開(kāi)關(guān)的證據(jù)，這可以解釋為什么某些動(dòng)物進(jìn)化出了“生物醫(yī)學(xué)超能力”，比如大象的抗癌能力或者海豚的抗凝血能力。在這項(xiàng)新的研究中，格雷格和費(fèi)里斯試圖確定冬眠物種是否可以幫助檢測(cè)在控制肥胖方面起重要作用的部分基因組。

研究人員重點(diǎn)研究了世界不同棲息地的4種冬眠哺乳動(dòng)物：地松鼠、小棕蝠、倭狐猴和馬達(dá)加斯加刺猬。在比較了它們的基因組后，格雷格的研究小組得出結(jié)論，這些哺乳動(dòng)物獨(dú)立進(jìn)化出了較短的、非編碼的 DNA 片段，他們稱之為平行加速區(qū)。他們發(fā)現(xiàn)，這些區(qū)域不成比例地位于與肥胖相關(guān)的基因附近。

為了鞏固這種聯(lián)系，研究人員檢查了與普瑞德威利綜合癥(一種人類遺傳性疾病，會(huì)引發(fā)貪得無(wú)厭的食欲并導(dǎo)致病態(tài)肥胖)有關(guān)的基因。他們發(fā)現(xiàn)，與普瑞德威利綜合癥相關(guān)的基因也比無(wú)關(guān)基因有更多的平行加速區(qū)。

基于這一發(fā)現(xiàn)和其它發(fā)現(xiàn)，格雷格和費(fèi)里斯提出了一個(gè)理論，即冬眠動(dòng)物與不冬眠的哺乳動(dòng)物相比，已經(jīng)進(jìn)化出了“關(guān)閉”控制肥胖基因活動(dòng)的方法。費(fèi)里斯表示：“我們的研究結(jié)果表明，在對(duì)數(shù)十萬(wàn)人進(jìn)行的研究中，平行加速區(qū)富集了與肥胖相關(guān)的基因，也富集了與肥胖癥候群相關(guān)的基因。因此，通過(guò)收集人類和冬眠動(dòng)物的數(shù)據(jù)，我們能夠在基因組中發(fā)現(xiàn)控制哺乳動(dòng)物肥胖的調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)。”

研究人員總共發(fā)現(xiàn)了364種可能與冬眠和肥胖有關(guān)的潛在基因，他們目前正在使用專門(mén)的 CRISPR表觀基因組編輯技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室小鼠身上測(cè)試，該技術(shù)由亨茨曼癌癥研究所的研究員杰森·格茨博士開(kāi)發(fā)。格雷格總結(jié)道：“由于肥胖和新陳代謝會(huì)導(dǎo)致很多不同疾病，這些基因組部分的發(fā)現(xiàn)確實(shí)是一個(gè)令人興奮的發(fā)現(xiàn)，為許多重要的新研究方向奠定了基礎(chǔ)。”

本文譯自 phys，由譯者 Lough 基于創(chuàng)作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。