研究揭秘人类身高与代谢率共同进化关键基因突变

复旦大学生命科学学院研究员李晋、青年研究员黄河、樊少华与合作者研究发现，将现代人类与非人类灵长类动物区分开来的两个特征是身材更高和基础代谢率更高，他们确定了一个有助于这些特征共同进化的遗传变异，这种突变似乎有助于人们长得更高——尤其是在他们摄入大量肉类时。相关研究5月21日发表于《细胞-基因组学》。

“在人类进化中，从以植物性饮食为主转变为增加肉类饮食是一个重要里程碑。”论文共同通讯作者李晋说，“此前的研究表明，这种转变影响了现代人类的许多特征，因此身高也可能受到影响并不奇怪。”

研究人员利用拥有50万人生物样本和基因组数据的英国基因库，识别了身高和基础代谢率之间的遗传相关性，并发现了6000多个潜在的因果变异。在明确了这些变异可能产生的功能影响（包括它们对蛋白质序列和基因表达的影响）后，ACSF3（酰基辅酶A合成酶家族成员3）的一个特定调节变异显示出特别大的潜力。进一步实验表明，名为 rs34590044-A的变异使现代人类肝脏中的ACSF3表达水平比其他猿类更高。

“在解剖学上，现代人类的基础代谢率和身高与非人类猿类相比，表现出显著的进化差异。”论文共同通讯作者樊少华说，“尽管这两个特征，尤其是身高，已经得到了广泛研究，但驱动这些变化的进化机制相对而言仍探索不足。这就是为什么我们决定同时关注这两个特征。”

为验证这些发现并明确其与现代人类特征的关系，研究团队利用细胞和小鼠模型，对该变异及其对ACSF3表达的影响展开了详细的功能分析。尽管ACSF3作用机制尚未完全明确，但它似乎主要定位于线粒体，这或许解释了它对代谢的影响。另外，ACSF3表达增加似乎能促进骨骼形成，进而助力长高。

在用富含肉类饮食所特有的必需氨基酸喂养的小鼠模型中，研究人员发现，当ACSF3过度表达时，肉类饮食使小鼠身体变长且基础代谢率升高。

该团队指出，持续对全球人群开展结合多组学、实验技术、计算算法以及不同的古DNA样本等多种方法的研究，对于加深我们对复杂进化过程的理解具有重要意义。

“这项研究揭示了遗传、环境和人口因素之间复杂的相互作用，这些因素促成了解剖学上的现代人类的出现和进化。”樊少华说，“同时，它对理解当代代谢性疾病（如2型糖尿病、肥胖症和代谢综合征）的易感性和抗性也具有重要意义。”

研究人员预计，许多其他特征可能也通过类似的机制共同进化。他们计划继续研究人类进化中代谢稳态的遗传基础，确定人类祖先在进化过程中是如何适应各种饮食的。

相关论文信息：http://doi.org/10.1016/j.xgen.2025.100855