長壽文章

研究人員將注意力集中在與長壽相關的基因上

果蠅基因組使研究人員能夠識別更多與壽命相關的基因
  • 大約 25% 的壽命是由遺傳決定的,但我們還不知道與長壽相關的所有基因。 

  • 透過研究果蠅基因組,我們發現了更多的長壽基因。 

  • 相同的長壽基因變異對男性和女性有不同的影響。

本文發佈在克萊姆森大學報紙攤: 

科學家認為,人類壽命差異中約 25% 是由遺傳決定的,其餘則由環境和生活方式因素決定。 但他們還不知道所有有助於長壽的基因。

2020 年3 月5 日發表在《公共科學圖書館·生物學》上的一項研究量化了果蠅基因組壽命的變化,為維護老年人(這一人口群體不斷增加)的健康提供了寶貴的見解。 這篇題為「果蠅壽命的上下文相關遺傳結構」的論文是克萊姆森大學遺傳學家 Trudy Mackay 和 Robert Anholt 十年研究的結晶。

解決人類壽命的遺傳基礎仍然很困難,因此研究人員使用模型系統進行實驗。 麥凱是 Self Family 人類遺傳學主席,是果蠅模型(又稱普通果蠅)領域的世界領先專家之一,該模型是人類疾病和衰老比較分析的優秀模型。 大約 70% 的果蠅基因組有人類對應基因組。

麥凱說:「果蠅品系代表了自然族群,它們非常多樣化,在這些品系中捕獲了超過200 萬個變體。」麥凱使用黑腹果蠅遺傳參考面板(DGRP) 的已定序近交系進行了這項研究。 。

在實驗中,Mackay 和她的團隊使用DGRP 品系和源自這些果蠅品系的遠交種群來檢查在三種不同溫度環境(18、25 和28 攝氏度)中飼養的雄性和雌性果蠅的壽命差異。

在此過程中,他們解決了哪些基因和變異與壽命延長有關,以及這些基因和變異在男性和女性以及不同環境中是否相同。

變異是一個人 DNA 密碼的單一 DNA 鹼基的變化,它作為突變引入到群體中。 自然選擇法則表明,具有有利特徵的變體將生存並遺傳給後代,而具有有害影響的變體則不會。

在對 DGRP 系的壽命和壽命的微環境差異進行定量遺傳分析後,研究人員發現壽命的遺傳結構與環境有關。 相同的基因和變異對雄性和雌性有不同的影響,而且根據它們生長的溫度也有不同的影響。

麥凱表示,理解變異比科學界先前認為的要複雜得多,並強調男性和女性的差異尤其令人驚訝。

位於南卡羅來納州格林伍德的克萊姆森人類遺傳學中心主任麥凱說:“如果女性中某個變異的平均壽命延長了,那麼男性的平均壽命就會縮短。” 「這是所謂的拮抗多效性的一個例子,這意味著相同的變體對不同的性狀具有相反的影響。 在這種情況下,這是相同的特徵,但它對男性和女性的影響是相反的。”

麥凱說,這很重要,因為理論上預測,對男性和女性具有相反不同影響的變異將在自然群體中保留下來,並導致壽命的變化。 然而,以前沒有觀察到此類變體的實驗例子。

麥凱和她的團隊在他們的研究中還有另一個重大發現。 在他們確定的所有與延長壽命相關的基因中,有 1,008 個與先前選擇果蠅來延長壽命的其他研究人員確定的基因重疊。

「我們非常高興地發現,儘管壽命是由大量基因座變異引起的非常複雜的性狀(對於大多數複雜性狀來說都是如此),但共同基因座的數量是完全有限的。 因此,我們可以想像進入下一階段,一次研究一個基因並結合起來,」麥凱說。

大部分的研究是由麥凱和她的團隊在她擔任北卡羅來納州立大學教員時進行。 她於2018年7月加入克萊姆森大學。

該研究於 2020 年 3 月發表在 PLoS Biology 上。



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