保持与冬眠相关的非编码 cis 元素调节小鼠的代谢和行为适应

科学领域:

• 基因组学
• 进化生物学
• 代谢研究

背景情况:

• 细胞调节元件 (CREs) 对表型多样性至关重要,但它们与功能之间的因果关系尚未完全理解.
• 与哺乳动物冬眠和代谢灵活性相关的保存CREs为进化适应提供了洞察力.

研究的目的:

• 阐明在哺乳动物冬眠和代谢灵活性进化过程中所涉及的保存CREs的功能.
• 研究CREs之间的因果关系及其对基因表达和代谢过程的下游影响.

主要方法:

• 基因组分析以识别冬眠期变化的拓相关域 (TAD),重点关注脂肪质量和肥胖 (Fto) 位点.
• 在TAD中识别与邻近基因形成调节接触的遗传回路和冬眠相关的CREs.
• 在小鼠中试验删除单个CREs以评估它们对基因表达和生理特征的影响.

主要成果:

• 包括Fto位点在内的TAD显示了冬眠者融合进化变化的丰富性.
• 确定了与冬眠和代谢反应相关的遗传回路和CRE,与相邻基因形成调节接触.
• 在小鼠中删除特定的CREs导致Fto,Irx3和Irx5表达的差异性改变,影响下游基因程序,新陈代谢,,肥胖发生和食.

结论:

• 冬眠者中的融合进化突出了代谢控制的功能遗传机制.
• 单个CREs可以编码多种调节效应,影响各种生理过程,如新陈代谢,冬眠和肥胖.
• 这项研究为了解CREs如何为适应性表型进化做出贡献提供了一个框架.