冬眠背后的神奇遗传因素

冬眠是自然界最奇怪的行为之一，会使熊和其它哺乳动物增加大量的体重，这样它们才能在长达数月的睡眠中存活下来。然而，当这些动物再次出现时，它们还是和以前一样健康。 现在，犹他大学的科学家表示他们已经发现了关于这种现象的新的遗传线索，这可能会让我们更好地理解甚至治疗困扰着全世界数百万人的肥胖和代谢紊乱。

神经解剖学副教授克里斯托弗·格雷格博士说道：“冬眠动物进化出了一种不可思议的能力来控制它们的新陈代谢，关于新陈代谢的疾病有许多，其中包括肥胖、2型糖尿病、癌症和阿尔茨海默氏病。我们相信，了解基因组中与冬眠有关的部分，将有助于我们学会控制一些主要疾病的风险。 我们的新研究令人大吃一惊的是，这些重要的基因组部分隐藏在98% 不含基因的基因组中，我们过去称之为‘垃圾 DNA’。”

在之前的研究中，格雷格和生物信息学家埃利奥特·费里斯在哺乳动物基因组中寻找基因开关的证据，这可以解释为什么某些动物进化出了“生物医学超能力”，比如大象的抗癌能力或者海豚的抗凝血能力。在这项新的研究中，格雷格和费里斯试图确定冬眠物种是否可以帮助检测在控制肥胖方面起重要作用的部分基因组。

研究人员重点研究了世界不同栖息地的4种冬眠哺乳动物：地松鼠、小棕蝠、倭狐猴和马达加斯加刺猬。在比较了它们的基因组后，格雷格的研究小组得出结论，这些哺乳动物独立进化出了较短的、非编码的 DNA 片段，他们称之为平行加速区。他们发现，这些区域不成比例地位于与肥胖相关的基因附近。

为了巩固这种联系，研究人员检查了与普瑞德威利综合症(一种人类遗传性疾病，会引发贪得无厌的食欲并导致病态肥胖)有关的基因。他们发现，与普瑞德威利综合症相关的基因也比无关基因有更多的平行加速区。

基于这一发现和其它发现，格雷格和费里斯提出了一个理论，即冬眠动物与不冬眠的哺乳动物相比，已经进化出了“关闭”控制肥胖基因活动的方法。费里斯表示：“我们的研究结果表明，在对数十万人进行的研究中，平行加速区富集了与肥胖相关的基因，也富集了与肥胖症候群相关的基因。因此，通过收集人类和冬眠动物的数据，我们能够在基因组中发现控制哺乳动物肥胖的调节开关。”

研究人员总共发现了364种可能与冬眠和肥胖有关的潜在基因，他们目前正在使用专门的 CRISPR表观基因组编辑技术在实验室小鼠身上测试，该技术由亨茨曼癌症研究所的研究员杰森·格茨博士开发。格雷格总结道：“由于肥胖和新陈代谢会导致很多不同疾病，这些基因组部分的发现确实是一个令人兴奋的发现，为许多重要的新研究方向奠定了基础。”

本文译自 phys，由译者 Lough 基于创作共用协议(BY-NC)发布。