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二号站平台冬眠揭示基因线索,以更好地了解和治疗肥胖、代谢紊乱

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冬眠是大自然最奇怪的怪癖之一,它会让熊和其他哺乳动物增重——这对人类来说是不健康的——因此它们可以在数月的冬眠中存活下来。然而,当这些动物再次出现的时候,它们和以前一样健康。现在,犹他大学的健康科学家们表示,二号站平台他们已经发现了有关这一现象的新的基因线索,这可能有助于更好地理解和治疗困扰着全世界数百万人的肥胖和代谢紊乱。
 
在之前的研究中,格雷格和格雷格实验室的生物信息学家埃利奥特·费里斯(Elliot Ferris)仔细检查了哺乳动物的基因组,以寻找基因“开关”或调控元素的证据,这些可能有助于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海豚的抗凝血能力。他们发现了数千种新的基因元素,有助于揭示人类基因组中与这些特征相关的部分。
 
在这项新的研究中,Gregg和Ferris试图确定冬眠的物种是否可以帮助发现基因组中对控制肥胖起重要作用的部分,肥胖是一种全球流行病。
 
研究人员重点研究了在世界各地不同栖息地发现的四种冬眠哺乳动物:十三线地松鼠、小棕蝙蝠、灰鼠狐猴和小马达加斯加刺猬tenrec。在比较了它们的基因组之后,格雷格的团队得出结论,这些哺乳动物已经独立地进化出了被称为平行加速区(parallel accelerated regions)的短而非编码的DNA片段。他们发现这些区域不成比例地位于与人类肥胖相关的基因附近。
 
为了巩固这种联系,研究人员检测了与普瑞德威利综合症(PWS)有关的基因。他们发现,与与PWS无关的基因相比,与PWS相关的基因也有更多的冬眠加速区。
 
基于这一发现和其他发现,Gregg和Ferris推理道,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特定基因元素的方式。这些新发现的元素可以提高我们学习如何评估和控制人类肥胖风险的能力。
 
费里斯说:“我们的研究结果表明,在成千上万人的研究中,冬眠加速区在与肥胖相关的基因附近富集,在与综合征型肥胖相关的基因附近也富集。”“因此,通过收集人类和冬眠动物的数据,我们能够发现控制哺乳动物肥胖的基因组调控开关。”
 
总之,研究人员发现了364种可能在冬眠和肥胖调节中起作用的潜在遗传因素。他们目前正在实验室小鼠身上测试这些成分,2号站使用的是洪博培癌症研究所研究员Jason Gertz博士开发的专门的CRISPR表观基因组编辑技术。
 
Gregg说:“既然肥胖和新陈代谢决定了这么多不同疾病的风险,基因组这些部分的发现是一个非常令人兴奋的发现,它为许多重要的新研究方向奠定了基础。”“我们有针对衰老、痴呆和代谢综合症的新项目。”

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