遗传发育所在肥胖的进化机制研究中取得新进展

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09-26 14:13 中国生物技术网 (biotech-china) 学术

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图为CEU人群中不同SNP的单倍型图。图A为经历了正选择的正对照SNP存在long haplotypes(长单倍型),而在图B(肥胖相关SNP)和图C(负对照SNP)中都没有观察到这一现象,这表明和肥胖相关的基因没有经历强的正选择。

对人类祖先来说,储存脂肪的基因在饥荒时期可能是有用的,但这些基因是否让后代更易发胖还存在争议。尽管目前流行的"节俭基因"假说(Thrifty Gene Hypothesis)饱受质疑,但是并没有直接的证据能推翻该假说。9月22日《细胞代谢》(Cell Metabolism)杂志报道了中国科学院遗传与发育生物学研究所John Speakman研究组的一项最新研究结果(DOI: 10.1016/j.cmet.2016.08.014),该研究发现,没有证据证明肥胖是由于这些基因的适应性优势进化而来。

"节俭基因"假说(Thrifty Gene Hypothesis)是美国遗传学家James Neel在1962年提出的,用于解释为什么现代人类会患有糖尿病。该假说认为,可能是因为人类祖先经历过饥荒事件。在饥荒时期,人类储存了更多的脂肪以生存,那些有糖尿病发病倾向的人更容易储存脂肪。核心观点就是:脂肪在饥荒中是有利的,所以很快被固定下来。这不仅解释了为什么糖尿病会有遗传倾向,也解释了为什么我们的基因让我们变胖。James Neel将这一假说命名为"节俭基因"假说(Thrifty Gene Hypothesis)。

节俭基因假说之所以非常流行,可能是因为它简单易懂并且很直观。但如何直接验证该假说?回到过去,去观察那些携带有肥胖基因的人在饥荒事件中的存活率是否更高显然是不可能的。2008年,学术界提出通过现代分子遗传学的方法来解决这一问题。如果这些基因被自然选择所保留下来的话,会在基因组上留下印记。通过寻找这样的印记可以发现引发肥胖的基因是否经历了正选择。

John Speakman研究组对公共数据库HAPMAP和1000 Genomes Project中的相关数据进行了检索和分析,结果发现,目前已知的肥胖相关的所有115个基因中,只有9个经历了正选择,这与随机选取的对照组基因中发现正选择的频率接近。而且,在这9个位点中,还有5个是保护型的,即与维持体重而非促进肥胖相关。该结果与节俭基因假说矛盾。该研究表明,肥胖的进化过程可能不仅仅是自然选择的适应过程,实际上要复杂得多。

该研究得到国家自然科学基金委重大研究计划"微进化过程的多基因作用机制"及中科院战略先导项目的资助。遗传发育所研究员John Speakman为该论文的通讯作者,John Speakman研究组的博士生王冠琳为该文的第一作者。


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