冬眠是自然界最奇怪的行為之一，會使熊和其它哺乳動物增加大量的體重，這樣它們才能在長達數月的睡眠中存活下來。然而，當這些動物再次出現(xiàn)時，它們還是和以前一樣健康。 現(xiàn)在，猶他大學的科學家表示他們已經發(fā)現(xiàn)了關于這種現(xiàn)象的新的遺傳線索，這可能會讓我們更好地理解甚至治療困擾著全世界數百萬人的肥胖和代謝紊亂。

神經解剖學副教授克里斯托弗·格雷格博士說道：“冬眠動物進化出了一種不可思議的能力來控制它們的新陳代謝，關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的部分，將有助于我們學會控制一些主要疾病的風險。 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，我們過去稱之為‘垃圾 DNA’。”

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

研究人員重點研究了世界不同棲息地的4種冬眠哺乳動物：地松鼠、小棕蝠、倭狐猴和馬達加斯加刺猬。在比較了它們的基因組后，格雷格的研究小組得出結論，這些哺乳動物獨立進化出了較短的、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，會引發(fā)貪得無厭的食欲并導致病態(tài)肥胖)有關的基因。他們發(fā)現(xiàn)，與普瑞德威利綜合癥相關的基因也比無關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)，格雷格和費里斯提出了一個理論，即冬眠動物與不冬眠的哺乳動物相比，已經進化出了“關閉”控制肥胖基因活動的方法。費里斯表示：“我們的研究結果表明，在對數十萬人進行的研究中，平行加速區(qū)富集了與肥胖相關的基因，也富集了與肥胖癥候群相關的基因。因此，通過收集人類和冬眠動物的數據，我們能夠在基因組中發(fā)現(xiàn)控制哺乳動物肥胖的調節(jié)開關。”

研究人員總共發(fā)現(xiàn)了364種可能與冬眠和肥胖有關的潛在基因，他們目前正在使用專門的 CRISPR表觀基因組編輯技術在實驗室小鼠身上測試，該技術由亨茨曼癌癥研究所的研究員杰森·格茨博士開發(fā)。格雷格總結道：“由于肥胖和新陳代謝會導致很多不同疾病，這些基因組部分的發(fā)現(xiàn)確實是一個令人興奮的發(fā)現(xiàn)，為許多重要的新研究方向奠定了基礎。”

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