冬眠基因開關藏在人類DNA?破解動物代謝超能力新線索
冬眠動物的「超能力」其實藏在人類DNA裡?美國猶他大學團隊最新發表於《Science》雙篇論文,揭示人類與冬眠哺乳動物(如蝙蝠、刺蝟、松鼠、狐猴)共享一組「FTO 基因座」,不僅是人體肥胖的高風險因子,更是冬眠動物調節新陳代謝、累積脂肪、反轉糖尿病與神經退化的關鍵遺傳調控網絡。
團隊找出冬眠動物基因組中,圍繞FTO區域的多個特殊DNA片段,這些並非真正的基因,而是能像總指揮一樣,大幅調整數百個鄰近基因的「開關」。當研究人員將這些冬眠專屬調控區域在小鼠中突變後,發現小鼠的體重變化、溫度調控、能量消耗都出現類似冬眠的彈性。
DNA片段在冬眠演化突現「斷裂」,打破哺乳動物代謝控制
進一步分析還發現,冬眠物種的基因組中,許多原本百萬年穩定不變的DNA片段,卻在冬眠演化中突現「斷裂」或改變,打破了哺乳動物通常受限的代謝控制,使冬眠動物能「鎖定」甚至完全關閉能量消耗,安全度過嚴寒與飢荒。此外,團隊也發現這些冬眠調控元件與動物禁食、血糖調節、神經可塑性等關鍵基因協同互動,推測正是這些「遺傳開關」讓冬眠動物逆轉退化、延緩老化、避免肌肉萎縮,甚至蘇醒後快速回到健康狀態。
科學家樂觀認為,未來只要掌握這些調控機制,或有望發展出用於逆轉糖尿病、神經退化乃至促進長壽的療法──畢竟「人類其實早已具備這組冬眠的基因架構,只差學會怎麼操作這些開關!」這讓人類能否借鑑冬眠動物「睡過寒冬」的祕密,成為抗衰老與再生醫學的新突破口。
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首圖來源:Chrissy Richards(CC BY 4.0)
參考論文:
1、Genomic convergence in hibernating mammals elucidates the genetics of metabolic regulation in the hypothalamusScience
延伸閱讀:
1、冬眠竟能延緩衰老?侏儒狐猴展現細胞「逆時針」機制
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