科技日報(bào)記者 張夢然

最新基因研究顯示，動(dòng)物冬眠的獨(dú)特“超能力”可能也隱藏于人類自身的DNA中，其關(guān)鍵在于找到調(diào)控開關(guān)。該研究為開發(fā)逆轉(zhuǎn)神經(jīng)退行性疾病和代謝紊亂的療法提供了重要線索。相關(guān)研究發(fā)表于最新一期《科學(xué)》雜志。

冬眠動(dòng)物能在數(shù)月無食無水的狀態(tài)下維持生命，肌肉不萎縮，代謝和腦活動(dòng)降至極低水平，體溫接近冰點(diǎn)。而蘇醒時(shí)，它們能從類似2型糖尿病、阿爾茨海默病和中風(fēng)的健康危機(jī)中恢復(fù)。

冬眠動(dòng)物擁有令人驚嘆的生理適應(yīng)能力。美國猶他大學(xué)健康中心團(tuán)隊(duì)此次發(fā)現(xiàn)，人類肥胖最強(qiáng)遺傳風(fēng)險(xiǎn)區(qū)——脂肪量和肥胖關(guān)聯(lián)基因座（FTO），在冬眠動(dòng)物中被以特殊方式利用。研究確認(rèn)了FTO附近僅存于冬眠動(dòng)物的DNA調(diào)控區(qū)域，這些區(qū)域通過接觸鄰近基因調(diào)整表達(dá)強(qiáng)度，如同管弦樂隊(duì)指揮調(diào)控樂器演奏。

實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)在小鼠中這些區(qū)域發(fā)生突變時(shí)，會出現(xiàn)體重代謝變化：在特定飲食條件下，部分突變會改變體重增減速度；另一些則影響冬眠后體溫恢復(fù)能力或整體代謝速率。

研究鑒別出冬眠相關(guān)遺傳區(qū)域的過程猶如大海撈針。團(tuán)隊(duì)通過多組學(xué)技術(shù)交叉驗(yàn)證，首先尋找哺乳動(dòng)物共有的、但在冬眠動(dòng)物中快速進(jìn)化的DNA序列，再結(jié)合禁食誘導(dǎo)代謝變化的基因表達(dá)數(shù)據(jù)，識別出調(diào)控中樞樞紐基因的候選區(qū)域。這些區(qū)域多表現(xiàn)為功能喪失性突變，暗示冬眠動(dòng)物可能通過解除代謝限制，獲得極端生理靈活性，而人類的代謝調(diào)控可能被鎖定在狹窄區(qū)間內(nèi)。

團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，人類已具備冬眠動(dòng)物“超能力”的遺傳基礎(chǔ)，但其調(diào)控開關(guān)很重要。這些開關(guān)可能涉及解除代謝限制、激活神經(jīng)保護(hù)機(jī)制、優(yōu)化脂肪儲備利用等。

通過解碼冬眠動(dòng)物的基因調(diào)控策略，未來或能開發(fā)出增強(qiáng)人類代謝可塑性、延緩衰老進(jìn)程的治療方法，為神經(jīng)退行性疾病和代謝紊亂提供全新干預(yù)路徑。團(tuán)隊(duì)成員表示：“它隱藏在我們已經(jīng)擁有的基因組中，我們可以向冬眠動(dòng)物學(xué)習(xí)，改善自己的健康。”

總編輯圈點(diǎn)

很多動(dòng)物會通過冬眠來度過寒冷的冬季。它們體內(nèi)似乎有個(gè)“開關(guān)”，每逢寒冬時(shí)節(jié)，就降低體溫、減緩心跳和呼吸速度，以降低身體消耗；天氣轉(zhuǎn)暖時(shí)，身體又重新恢復(fù)常態(tài)。最新研究認(rèn)為，人體內(nèi)的DNA可能也隱藏著類似的“超能力”。這意味著，人類也有可能通過調(diào)控體內(nèi)的“開關(guān)”，來控制身體的代謝。一旦科學(xué)家精準(zhǔn)掌握這個(gè)生命“開關(guān)”，不但能開辟代謝疾病治療的新途徑，還可能為延緩人體衰老進(jìn)程提供重要技術(shù)支撐。