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2019年11月28日 14:00 次阅读 稿源: 条评论

犹他大学的科学家们正在研究熊和其他哺乳动物如何冬眠,以寻找与人类肥胖和相关疾病作斗争的遗传线索。通过找到正确的遗传“开关”,科学家可能可以了解某些动物没有遭受病态肥胖和相关疾病影响的原因。

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冬眠是许多哺乳动物物种对冬季外界不良环境条件的一种适应。通过在秋末觅食,这些动物能够建立足够大的脂肪储备,使它们能够中止生活活动并进入巢穴,并舒适地度过寒冷的冬季。这是科学家非常感兴趣的一个过程-不仅因为这是一个有趣的难题,而且还因为它在医学上的潜力或作为研究宇航员在大部分漫长的星际任务中睡觉的一种方式。

另一个有趣的事实是,冬眠的动物似乎对各种条件都具有抵抗力。在冬天到来之前,他们摄入了大量的食物,并使得体重加速增加。但是尽管如此,熊和其他冬眠动物仍对心脏病、癌症和糖尿病具有抵抗力,并且能够保持数月的休眠状态而不会丢失骨骼或肌肉。科学家们想找出原因,并正在寻找DNA的答案。

神经学与解剖学系副教授Christopher Gregg博士表示:“冬眠动物已经发展出控制自己的新陈代谢的强大能力。代谢会影响许多不同疾病的风险,包括肥胖、2型糖尿病、癌症和阿尔茨海默病。我们相信,了解与冬眠有关的基因组部分将有助于我们学习控制某些主要疾病的风险。我们这项新研究的一个重大惊喜是,基因组的这些重要部分在98%的基因组中被隐藏了起来,我们过去称其为‘垃圾DNA'。”

Gregg与生物信息学家Elliot Ferris合作,寻找使动物具有这些能力的遗传“开关或调控元件”,希望能够鉴定出人类基因组中的相似区域,尤其是与肥胖有关的区域。

研究小组研究了四种冬眠哺乳动物-十三条纹地松鼠、避光鼠耳蝠、倭狐猴和马达加斯加小刺猬,他们发现每种动物都有独立进化出被称为“平行加速区”的短的非编码DNA片段,并且在与人类肥胖相关的基因附近发现相似区域的频率比预期得高。

他们发现这与普拉德-威利综合征患者的基因有特殊的联系,后者导致食欲不振和病态肥胖。与那些与遗传疾病无关的基因相比,这些基因具有更多的“冬眠”加速区。

冬眠动物会产生类似的食欲亢进,但它们可能已经进化出通过遗传手段开启和关闭该功能的方法,这可以帮助研究人员更好地了解人类肥胖症并加以控制。到目前为止,该团队已经确定了364种可能与冬眠和肥胖有关的潜在遗传元素,目前正在使用CRISPR表观基因组编辑技术在小鼠上进行测试。

Ferris表示:“我们的结果表明,在与肥胖症相关的基因附近出现‘冬眠’加速区富集。因此,通过将人类和冬眠动物的数据汇总在一起,我们能够发现基因组中候选的主要调控开关,以控制哺乳动物的肥胖症。”

这项研究发表在《Cell Reports》上。

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科学家对冬眠哺乳动物进行研究 以寻找抗击肥胖的遗传线索

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