保守非编码顺式调控元件通过调控代谢与行为适应性驱动哺乳动物冬眠进化

来自国际团队的研究人员通过比较基因组学揭示了冬眠哺乳动物中保守的顺式调控元件(CREs)对代谢调控的关键作用。研究发现脂肪量与肥胖相关基因(Fto)位点的拓扑关联域(TADs)包含调控冬眠相关代谢适应的遗传回路，通过靶向删除实验证实单个CREs可差异性调控Fto、Irx3和Irx5表达，进而影响代谢、蛰伏、肥胖形成和觅食行为。该研究为理解代谢调控的遗传机制提供了新视角。

　　

这项突破性研究揭示了保守非编码顺式调控元件(CREs)在哺乳动物冬眠代谢适应中的核心作用。通过比较非冬眠小鼠与冬眠松鼠的下丘脑(调控代谢的关键脑区)基因表达和染色质动态，科研团队发现了一组趋同进化的CREs。特别引人注目的是在脂肪量与肥胖相关基因(Fto)位点发现的拓扑关联域(TADs)，该区域形成了调控邻近基因的遗传回路。

研究团队采用基因编辑技术对特定CREs进行靶向删除，观察到这些调控元件能以不同方式影响Fto、Irx3和Irx5基因的表达水平。这些变化重塑了下游基因表达程序，进而产生了一系列有趣的表型：从基础代谢率的改变、蛰伏(torpor)行为的调控，到肥胖形成(obesogenesis)和觅食(foraging)行为的差异化影响。这些发现不仅解释了冬眠动物代谢适应的分子机制，更暗示人类代谢调控可能共享类似的遗传基础。

研究首次证实单个CREs能编码多重生理效应，为理解复杂性状的遗传调控提供了范式。这些进化上保守的调控元件，可能是连接环境适应与代谢疾病的重要分子桥梁。