科学家们最近发现，人类基因组中可能隐藏着与动物冬眠相关的遗传因子。如果能够激活这些因子，或许将为医疗领域带来革命性的治疗方法。

冬眠的动物在经历了数月不吃不喝、几乎静止不动的状态后，必须迅速从极端的生理变化中恢复过来。发表在《科学》杂志上的两项最新研究表明，这种惊人恢复力的遗传“超能力”可能也存在于人类基因组中。

犹他大学的研究人员专注于研究帮助冬眠动物快速从肌肉萎缩、胰岛素抵抗和脑损伤中恢复的特定DNA区域。他们发现了强有力的证据表明，人类基因组也存在这些遗传区域，它们就像冬眠动物适应能力的控制开关。研究人员认为，找到并利用这些开关，有望为治疗2型糖尿病、阿尔茨海默病等疾病开辟新的途径。

“人类已经具备了这种遗传框架，” 犹他大学健康中心的神经生物学和解剖学研究员Susan Steinwand表示。她也是其中一项研究的第一作者，“我们只需要找到控制这些冬眠动物特征的开关。”

冬眠期间，哺乳动物会进入一种被称为“蛰伏”的生理休眠状态。这使它们能够在没有食物和水的情况下存活数月，但也会对健康造成巨大影响。犹他大学神经生物学教授Christopher Gregg解释说，由于缺乏营养和运动，它们的肌肉会萎缩，与阿尔茨海默病相关的蛋白质会在大脑中积聚，而且在醒来后，突然的血液再灌注可能会导致进一步的神经损伤。更糟糕的是，由于为了维持数月的饥饿状态而积累了大量脂肪，它们还会产生胰岛素抵抗。

然而，冬眠的哺乳动物已经进化出非凡的适应能力来逆转这种广泛的生理损伤。Gregg解释说，这些适应能力背后的基因可能也存在于人类和其他非冬眠动物中。冬眠现象在多个动物物种中独立进化，这一事实表明，其基本的遗传成分存在于整个哺乳动物基因组中。因此，即使是非冬眠动物也可能携带这些基因。

“不同物种之间，我们拥有的基因大多是相同的，” Gregg说，“最大的变化在于基因组中不编码基因的98%的区域。”

非编码DNA在很大程度上负责基因调控。在冬眠动物中，非编码DNA的特定区域充当“主开关”，控制功能基因对饥饿和再喂食的反应。在新媒网跨境看来，在哺乳动物基因组中寻找这些主开关，就像在大海捞针。

为了实现这一目标，研究人员对不同哺乳动物的整个基因组进行了比较，以识别在大多数物种中稳定存在但在冬眠动物中加速变化的保守DNA区域。犹他大学Gregg实验室的数据分析员Elliott Ferris解释说，这些冬眠动物加速区域是调节器，可以在特定的时间在特定的细胞中打开基因。

为了了解可能与这些冬眠动物加速区域相关的生物过程，研究人员鉴定了在小鼠禁食期间被激活或抑制的基因。冬眠是为了适应食物短缺而进化出的一种适应能力，因此禁食会触发类似的代谢变化。这使他们找到了充当基因活动禁食诱导变化的主要调节器的“枢纽基因”。

Gregg解释说：“真正令人惊讶和兴奋的发现是，与冬眠相关的元件不成比例地影响了这些关键的枢纽基因。这意味着冬眠动物改变了这些核心枢纽基因的调节和活性，从而对应对食物短缺和食物匮乏的整个程序产生了巨大的下游影响。当我们考虑将这些知识转化为现实时，这一点非常重要。”

Gregg是Primordial AI的联合创始人，这是一家位于犹他州的生物技术初创公司，该公司利用人工智能来发现主要调节基因的药物靶点。他希望通过这家公司开发出能够模拟冬眠动物遗传优势的药物，例如增强阿尔茨海默病患者的神经保护作用或逆转2型糖尿病患者的胰岛素抵抗。

“我们认为，这些枢纽基因是设计药物以影响这些基因的非常好的起点，” Gregg说。 新媒网跨境获悉，这项研究为未来治疗相关疾病提供了新的思路和方向。

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