長壽文章

兩種基因調控系統可能是延長壽命的關鍵

這項研究發現了壽命較長的哺乳動物物種中與長壽相關的基因的具體特徵,包括兩個調節網絡:晝夜節律網絡和多能性網絡。
  • 研究人員認為,長壽的關鍵在於調節基因表現的兩種機制──晝夜節律和多能性網絡。 

  • 這項研究發現了 26 種具有不同最大壽命的哺乳動物物種中與長壽相關的基因的特定特徵,包括這兩個調控網絡。

  • 長壽物種(如裸鼴鼠)參與能量代謝和發炎的基因表現較低,而參與 DNA 修復、RNA 運輸和細胞骨架(或微管)組織的基因表現較高。 短命物種則表現出相反的情況。

  • 在分析調節這些基因表現的機制後,他們發現與能量代謝和發炎有關的負基因受晝夜節律網絡控制——這意味著它們的表達在一天中的不同時間有所不同,這可能意味著壽命較長的物種可能限制這些負基因的整體表現。 

  • 正壽命基因(涉及 DNA 修復、RNA 運輸和微管)由多能性網絡控制。 

  • 多能網絡參與將體細胞(非生殖細胞的細胞)重新編程為胚胎細胞,透過重新包裝隨著年齡增長而變得混亂的 DNA,胚胎細胞可以更容易恢復活力和再生。

  • 從本質上講,演化激活了多能性網絡,從而使這些哺乳動物獲得了更長的壽命。

  • 未來的研究可能會開發新的抗衰老幹預措施,激活關鍵的積極壽命基因,同時下調消極基因。 

這篇文章發表在 sciencedaily.com 上: 

自然選擇產生了以截然不同的速度老化的哺乳動物。 以裸鼴鼠和小鼠為例; 前者的壽命可達 41 年,幾乎是小鼠等體型相似的囓齒動物的十倍。

是什麼導致了更長的壽命? 根據羅徹斯特大學生物學家的最新研究,這個難題的關鍵在於調節基因表現的機制。

在發表於的一篇論文中 細胞代謝研究人員包括多麗絲·約翰斯·切裡(Doris Johns Cherry)生物學和醫學教授維拉·戈爾布諾娃(Vera Gorbunova); Andrei Seluanov,生物學和醫學教授; 戈爾布諾娃實驗室的博士後研究員、論文的第一作者盧金龍研究了與壽命相關的基因。 他們的研究揭示了這些基因的具體特徵,並揭示了控制基因表現的兩個調節系統——晝夜節律和多能性網絡——對長壽至關重要。 這些發現對於理解壽命的演變以及提供對抗老化和與年齡相關的疾病的新目標都具有重要意義。

比較長壽基因

研究人員比較了 26 種最大壽命不同的哺乳動物的基因表現模式,從 2 歲(鼩鼱)到 41 歲(裸鼴鼠)。 他們發現了數千個與物種最大壽命相關的基因,這些基因與壽命呈正相關或負相關。

他們發現,長壽物種的能量代謝和發炎相關基因的表達往往較低。 參與 DNA 修復、RNA 運輸和細胞骨架(或微管)組織的基因的高表達。 Gorbunova 和 Seluanov 先前的研究表明,更有效的 DNA 修復和更弱的發炎反應等特徵是長壽哺乳動物的特徵。

對於壽命較短的物種來說,情況恰恰相反,它們往往高表達涉及能量代謝和發炎的基因,而低表達涉及 DNA 修復、RNA 運輸和微管組織的基因。

長壽的兩大支柱

當研究人員分析調節這些基因表現的機制時,他們發現有兩個主要係統在起作用。 負壽命基因——那些涉及能量代謝和發炎的基因——是由晝夜節律網絡控制的。 也就是說,它們的表達僅限於一天中的特定時間,這可能有助於限制長壽物種中基因的整體表現。

這意味著我們至少可以對負面壽命基因進行一些控制。

「為了活得更久,我們必須保持健康的睡眠時間表,避免在夜間接觸光線,因為這可能會增加負面壽命基因的表達,」戈爾布諾娃說。

另一方面,積極的壽命基因——那些參與DNA修復、RNA運輸和微管的基因——是由所謂的多能性網絡控制的。 多能網絡參與將體細胞(任何非生殖細胞的細胞)重新編程為胚胎細胞,透過重新包裝隨著年齡增長而變得混亂的 DNA,胚胎細胞可以更容易恢復活力和再生。

「我們發現進化激活了多能網絡以實現更長的壽命,」戈爾布諾娃說。

因此,多能性網絡及其與積極壽命基因的關係是“了解長壽如何進化的一個重要發現”,塞盧阿諾夫說。 “此外,它可以為激活關鍵的積極壽命基因的新的抗衰老幹預措施鋪平道路。我們預計成功的抗衰老幹預措施將包括增加積極壽命基因的表達並減少消極壽命基因的表達。”

故事來源:

材料 由...提供 羅徹斯特大學。 原創作者:Lindsey Valich。 注意:內容的風格和長度可能會被編輯。


期刊參考:

  1. J. yuyang lu、matthew simon、yang zhao、julia ablaeva、nancy corson、yongwook choi、kaene yh yamada、nicholas j。 溫迪河紹克傑弗裡·E·胡德理查德·希爾米勒、安德烈·塞魯阿諾夫、維拉·戈爾布諾娃。 比較轉錄組學揭示晝夜節律和多能性網絡是長壽調節的兩大支柱. 細胞代謝, 2022; 數字編號: 10.1016/j.cmet.2022.04.011


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