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肥胖的产生应该说是由遗传和各种环境因素相互作用的结果，现代生物学通过寻找肥胖易感基因可以为肥胖症机制的研究提供重要的视角。正如波士顿儿童医院及麻省理工博德研究所的Joel Hirschhorn博士曾指出，不同的人对肥胖症有着不同的易感性。有些人从不严格控制饮食，也不怎么进行运动就是不会发胖；而另些人却不断地与自身体重作斗争防止其失控。这种现象有一些可归因于遗传差异，科学家们希望了解不同的人对肥胖症有不同遗传易感性的原因 [7] 。
体质指数是肥胖的一个重要遗传性状，此前的研究曾鉴定出32个与BMI相关的基因位点，其中一个编码受体蛋白的基因新变异体被证实对肠道信号产生反应，可影响胰岛素水平和新陈代谢；另一个变异则接近编码食欲蛋白的基因。为了要扩大那些与BMI相关的基因位点和更好理解影响肥胖的基因学基础和通路，又鉴于肥胖有遗传性并涉及多种疾病，当前国际上有几项十分庞大的肥胖基因组学研究，其中一项肥胖全基因组测序和与代谢相关的BMI的前瞻性研究，是国际上大协作的肥胖与基因组学的研究，已从基因研究中追溯了其中的某些遗传因素。
由美国密奇根大学卫生系的Elizabeth.K.Speliotes、美国北卡罗来纳大学的Ruth.J.F.Loos和美国波士顿儿童医院的Joel.N.Hirschhorm 教授等领衔，包括了欧洲、亚洲等国家的348个单位的近千名科学家参与，中国重庆第三军医大学西南医院、上海交大瑞金医院和大连大学的学者们参与。一共研究了339224人，按统一的BMI的标准判定分析，共研究了 FTO 、 MC4R 、 TMEMI8 、 GNPDA2 、 GAGRI 、 SEC168 、 TFAP2B 、 BDAF 等40个基因。研究结合原国际基因组学协作研究（GWAS）从超过100000个样本中采取的个体基因型和代谢组学，与BMI相关的基因位点数的数据，全基因组中确定了在不同肥胖形式中扮演关键角色的97个与BMI有明显相关性的基因位点（ P ＜ 0.5×10 -8 ），这97个影响肥胖的全基因组区域，是之前已知区域数量的三倍，其中56个是新发现的位点。有5个位点有明显的具有数个相关信号的迹象，并且许多位点对其他的代谢表型有明显的效应。97个位点影响到约2.7%BMI的变化，而且经基因组测序的计算提示基因变异导致BMI ＞ 20%的改变。
Elizabeth Speliotes博士指出：“我们的工作清楚地表明，肥胖易感体质和BMI增加并不是一个单基因简单变化”，她还说“肥胖相关的基因很多，因此不太可能只通过一种解决方案就可以解决每个人的肥胖问题，同时这也为我们利用基因线索战胜肥胖提供了依据。”此外，研究人员还发现与BMI有关的遗传位点参与了神经过程，尤其是控制食欲和能量使用的大脑信号。
同时这项研究也提出了一种新的遗传因素计算分析方法，利用这种方法，研究人员可以发现控制体重和脂肪分布的新途径。波士顿儿童医院遗传学教授Hirschhorn说：“我们利用新的计算方法，发现了大脑中调控体重的新生物学途径，以及与脂肪分布，关键代谢过程调控有关的多套途径。”位点通路分析提供了更有力的支持中枢神经系统在肥胖易感上的作用，同时含有包括与染色体功能、谷氨酸酯信号、胰岛素分泌/活性、能量代谢、脂质生物学和脂肪生成密切相关新的基因及通路。该研究成果2015年在《自然》杂志发表 [8] 。
已知体内脂肪堆积的部位会影响人体的健康，研究显示脂肪储存在腹部可提高T2DM和心脏病的患病风险，而脂肪储存在臀部和大腿则可保护机体免于糖尿病和高血压。为此，2015年同时有一项大型基因组学和肥胖相关的研究，就主要侧重于这一方面，研究人员指出肥胖遗传位点的一个关键性状就是腰臀比，腰围大于臀围的个体，其脂肪容易堆积在腹部器官内，这会增加一些患病风险。研究由德国雷格斯堡应用科学大学（Univ.Regensburg）的Thomas W.Winkler研究组和美国北卡罗来纳大学（Univ.North Carolina）的Anne E.Justice团队领衔，有世界314个单位的近560名科学家参与的国际基因组学协作研究，是针对欧洲血统人的研究。GWAS已确定100个影响BMI或腰臀比的遗传变异基因，BMI是体型的测量指标，随着人们年龄的增长，型体会发生变化，而且男女之间存在很大差异。因此，为了系统筛查基因变异在年龄及性别与BMI和WHR上的特异性效应，他们利用全基因组芯片或代谢芯片技术，共进行了114项研究，对320485名欧洲血统的个体进行了荟萃分析，由美国人体性状遗传学研究组（Genetic Investigation of Anthropometric Traits，GIANT）来实施，GWAS此前曾公布过与人体有关的多项研究成果，如2014年的人类身高研究成果：《自然遗传学》（ Nature Genetics ）公布最大规模GWAS研究成果。一共选择了 FTO 、 TMEM18 、 MC4R 、 ADCY3 、 NEGR1 、 TNN13K 、 SEC1 、 CBLN4 、 DDC 、 Intergeneic 、 TCF7L2 、 SLC22A3 、 COBLL1 和 QAPOC1 等15个基因及其变异位点。
每项研究分为4组（男≤50岁，男＞50岁，女≤50岁，女＞50岁），4组中高达2.8M个SNPS与BMI和WHR相关并结合各组特异性进行meta分析，筛选出具有年龄影响、性别影响和年龄性别同时影响的个体。对于BMI，确定了15个位点（11个以往已确认，4个为新确定）是与年龄具有特有作用（FDR ＜ 5%），其中11个位点对年轻组（≤50岁）比高龄组（＞50岁）作用显著。但BMI在性别上无显著依赖性。WHR确定了44个位点（27个以往已确认，17个为新发现），其中28个对女性体内脂肪分布遗传作用超过男性的相关位点，5个对男性体内脂肪分布遗传作用超过女性的相关位点。11个在性别上出现相对的作用，而WHR无年龄依赖性 [9] 。
研究组中北卡罗来纳大学医学院的Karen mohlke博士表示：“我们需要知道这些基因的位置，因为脂肪积累位置的差异也会影响健康风险。如果可以计算出基因影响脂肪堆积的位置，那么就能帮助我们了解导致各种不同患病情况的成因，如胰岛素抵抗/糖尿病、代谢综合征和心脏疾病。”实验组来自麻省理工和哈佛大学Broad研究院，牛津大学的Cecilia Lindgren教授表示：“这项研究发现了影响体内脂肪分布的关键遗传突变，以及具有男性和女性差别影响的方式，我们希望能放大这项关键的生物学进程。”
这项研究是第一次指导基因测序于BMI在年龄依赖性上，在基因组学具有说服力的作用。而性别则与WHR有特异性的基因作用。这一研究也为生物学提供了进一步的依据，即体重变化与年龄和性别的关系是呈现体型的二态性 [9] 。这一发现为找到控制体型和体重的关键基因迈出了关键的第一步，这些基因和蛋白质也许未来能作为药物研发的靶标。
由上可见，与肥胖相关的基因组学内容之庞大。近20年来大量研究发现，探索的相关基因中有些是与肥胖发生直接相关，有的是涉及对代谢调控，如糖代谢、脂质代谢等而造成肥胖。目前认为一个称之为“脂肪质和肥胖相关蛋白基因”（the fat mass and obesity-associated protein or gene），即简称为“肥胖基因”是与人类肥胖相关的主要基因，由于内容篇幅较大，故专列为一章加以细致探讨。本章则选择目前学术界认为与肥胖相关较密切的基因分别简述。