Cell子刊揭示冬眠动物为什么能保持健康
2023/4/13 来源：不详原创编译，转载须注明来源！
今天是大雪节气。万树琼花一夜开，都和天地色皑皑。虽然你的家乡可能没有下雪，但许许多多的动物早已进入冬眠。
冬眠是大自然界最奇怪的现象之一，它会诱导熊等哺乳动物大量增加体重（这对人类是不健康的）以能安然度过数九寒冬。然而不可思议的是，当来年春暖花开，这些动物“重出江湖”之时，它们会像以往一样健康。这是为什么呢？
现在，美国犹他大学健康科学中心的科学家们说，他们已经发现了有关这种现象的新遗传线索，可以让我们更好地理解以及治疗肥胖症和代谢紊乱。该研究近日已发表在《CellReports》上。
研究通讯作者、神经学与解剖学系助理教授ChristopherGregg博士说：“冬眠动物已经进化出了一种不可思议的能力来控制它们的新陈代谢。新陈代谢决定了许多不同疾病的风险，包括肥胖、2型糖尿病、癌症和阿尔茨海默症等。我们相信，理解与冬眠有关的基因组部分将有助于找到控制这些主要疾病风险的方法。这项新研究给我们带来的一大惊喜是，基因组的这些重要部分隐藏在98%不含基因的基因组中，我们过去称之为‘垃圾DNA’”
图片来源：《CellReports》
在先前的研究中，Gregg及其实验室的生物信息学家ElliotFerris在哺乳动物基因组中寻找遗传开关或调节成分的证据，以帮助解释为什么某些动物进化出“生物医学超能力”，如大象的抗癌能力或海豚的抗凝血能力。他们发现了几千种新的遗传元素，这或许有助于揭示出与这些性状相关的人类基因组部分。
在这项新的研究中，Gregg和Ferris试图确定冬眠动物是否可以帮助发现在控制肥胖症这一全球性流行病中发挥重要作用的基因组部分。
研究人员重点研究了在世界不同栖息地发现的四种冬眠哺乳动物：地松鼠、小棕蝙蝠，灰鼠狐猴和马达加斯加刺猬。在比较了它们的基因组后，Gregg的团队得出结论，这些哺乳动物已经独立进化出短的非编码称为平行加速区的DNA片段。他们发现这些区域不成比例地分布于与人类肥胖相关的基因附近。
图片来源：《CellReports》
为了证实这种联系，研究人员检查了与Prader-Willi综合征（PWS）有关的基因，这是一种人类遗传疾病，会引起食欲爆增并导致病态肥胖。他们发现，与PWS相关的基因比其他基因具有更多的冬眠加速区域。
基于这些发现，Gregg和Ferris推测，与非冬眠哺乳动物相比，冬眠动物已经进化出了“关闭”控制肥胖基因活性的特定遗传方法。这些新发现的遗传因素可以帮助我们提升评估和控制人类肥胖风险的能力。
Ferris说：“我们的结果表明，在对数十万人的研究中，冬眠加速区域在与肥胖相关的基因附近富集，也在与一种肥胖综合症相关的基因附近富集。因此，通过将系统进化组学与大规模的人类基因组数据相结合，我们发现了基因组中调节哺乳动物肥胖的候选元素Cis。”
研究人员总共确定了种可能在调节冬眠和肥胖方面发挥作用的潜在遗传因素。他们目前正在使用由Huntsman癌症研究所JasonGertz博士开发的CRISPR表观基因组编辑技术在实验室小鼠中测试这些成分。
Gregg说：“由于肥胖和代谢会影响许多不同疾病的风险，因此发现基因组中的这些的确令人振奋，它为许多重要的新研究方向奠定了基础。我们还有针对衰老、痴呆症和代谢综合征的新项目。”
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