研究揭秘人類身高與代謝率共同進化關鍵基因突變

復旦大學生命科學學院研究員李晉、青年研究員黃河、樊少華與合作者研究發現，將現代人類與非人類靈長類動物區分開來的兩個特征是身材更高和基礎代謝率更高，他們確定了一個有助于這些特征共同進化的遺傳變異，這種突變似乎有助于人們長得更高——尤其是在他們攝入大量肉類時。相關研究5月21日發表于《細胞-基因組學》。

“在人類進化中，從以植物性飲食為主轉變為增加肉類飲食是一個重要里程碑。”論文共同通訊作者李晉說，“此前的研究表明，這種轉變影響了現代人類的許多特征，因此身高也可能受到影響并不奇怪。”

研究人員利用擁有50萬人生物樣本和基因組數據的英國基因庫，識別了身高和基礎代謝率之間的遺傳相關性，并發現了6000多個潛在的因果變異。在明確了這些變異可能產生的功能影響（包括它們對蛋白質序列和基因表達的影響）后，ACSF3（酰基輔酶A合成酶家族成員3）的一個特定調節變異顯示出特別大的潛力。進一步實驗表明，名為 rs34590044-A的變異使現代人類肝臟中的ACSF3表達水平比其他猿類更高。

“在解剖學上，現代人類的基礎代謝率和身高與非人類猿類相比，表現出顯著的進化差異。”論文共同通訊作者樊少華說，“盡管這兩個特征，尤其是身高，已經得到了廣泛研究，但驅動這些變化的進化機制相對而言仍探索不足。這就是為什么我們決定同時關注這兩個特征。”

為驗證這些發現并明確其與現代人類特征的關系，研究團隊利用細胞和小鼠模型，對該變異及其對ACSF3表達的影響展開了詳細的功能分析。盡管ACSF3作用機制尚未完全明確，但它似乎主要定位于線粒體，這或許解釋了它對代謝的影響。另外，ACSF3表達增加似乎能促進骨骼形成，進而助力長高。

在用富含肉類飲食所特有的必需氨基酸喂養的小鼠模型中，研究人員發現，當ACSF3過度表達時，肉類飲食使小鼠身體變長且基礎代謝率升高。

該團隊指出，持續對全球人群開展結合多組學、實驗技術、計算算法以及不同的古DNA樣本等多種方法的研究，對于加深我們對復雜進化過程的理解具有重要意義。

“這項研究揭示了遺傳、環境和人口因素之間復雜的相互作用，這些因素促成了解剖學上的現代人類的出現和進化。”樊少華說，“同時，它對理解當代代謝性疾病（如2型糖尿病、肥胖癥和代謝綜合征）的易感性和抗性也具有重要意義。”

研究人員預計，許多其他特征可能也通過類似的機制共同進化。他們計劃繼續研究人類進化中代謝穩態的遺傳基礎，確定人類祖先在進化過程中是如何適應各種飲食的。

相關論文信息：http://doi.org/10.1016/j.xgen.2025.100855