研究人員發(fā)現(xiàn)，長壽的生物體通常表現(xiàn)出與DNA修復(fù)、RNA運(yùn)輸和細(xì)胞骨架組織相關(guān)的基因高表達(dá)，而與炎癥和能量消耗相關(guān)的基因低表達(dá)。

羅切斯特大學(xué)對長壽遺傳學(xué)感興趣的研究人員提出了對抗衰老和與年齡有關(guān)的疾病的新目標(biāo)。

通過自然選擇，產(chǎn)生了衰老速度差異巨大的哺乳動(dòng)物。例如，裸鼴鼠可以活到41歲，比老鼠和其他類似體型的嚙齒動(dòng)物長10倍以上。

是什么導(dǎo)致了更長的壽命?根據(jù)羅切斯特大學(xué)(University of Rochester)生物學(xué)家最近的一項(xiàng)研究，這個(gè)謎題的關(guān)鍵部分在于控制基因表達(dá)的機(jī)制。

多麗絲·約翰·切里(Doris Johns Cherry)的生物學(xué)和醫(yī)學(xué)教授Vera Gorbunova、該論文的第一作者Andrei Seluanov、Gorbunova實(shí)驗(yàn)室的博士后Jinlong Lu以及其他研究人員在最近發(fā)表在《細(xì)胞代謝》(Cell Metabolism)雜志上的一篇論文中研究了與壽命有關(guān)的基因。

他們的發(fā)現(xiàn)表明，控制基因表達(dá)的兩種調(diào)節(jié)機(jī)制，即晝夜節(jié)律和多能網(wǎng)絡(luò)，對長壽至關(guān)重要。這些發(fā)現(xiàn)對于理解長壽是如何產(chǎn)生的，以及為對抗衰老和與年齡相關(guān)的疾病提供新目標(biāo)具有重要意義。

羅徹斯特大學(xué)的生物學(xué)家在比較26個(gè)不同壽命的物種的基因表達(dá)模式時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同基因的特征受晝夜節(jié)律或多能網(wǎng)絡(luò)的控制。

比較長壽基因

研究人員分析了26種哺乳動(dòng)物的基因表達(dá)模式，這些動(dòng)物的最長壽命從2年(鼩鼱)到41年(裸鼴鼠)不等。他們發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個(gè)與長壽或正或負(fù)相關(guān)的基因，這些基因與物種的最長壽命有關(guān)。

他們發(fā)現(xiàn)，長壽的物種往往與能量代謝和炎癥相關(guān)的基因表達(dá)較低;DNA修復(fù)、RNA運(yùn)輸和細(xì)胞骨架(或微管)組織相關(guān)基因的高表達(dá)。Gorbunova和Seluanov之前的研究表明，更有效的DNA修復(fù)和更弱的炎癥反應(yīng)是長壽哺乳動(dòng)物的特征。

壽命較短的物種則相反，它們往往具有能量代謝和炎癥相關(guān)基因的高表達(dá)和DNA修復(fù)、RNA運(yùn)輸和微管組織相關(guān)基因的低表達(dá)。

長壽的兩大支柱

當(dāng)研究人員分析調(diào)節(jié)這些基因表達(dá)的機(jī)制時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)主要系統(tǒng)在起作用。負(fù)壽命基因——與能量代謝和炎癥有關(guān)——由晝夜節(jié)律網(wǎng)絡(luò)控制。也就是說，它們的表達(dá)被限制在一天中的特定時(shí)間，這可能有助于限制長壽物種的整體基因表達(dá)。

這意味著我們至少可以在一定程度上控制負(fù)面壽命基因。

Gorbunova說:“為了活得更久，我們必須保持健康的睡眠時(shí)間表，避免晚上暴露在光線下，因?yàn)檫@可能會(huì)增加負(fù)壽命基因的表達(dá)。”

另一方面，積極的壽命基因——那些參與DNA修復(fù)、RNA運(yùn)輸和微管的基因——由所謂的多能性網(wǎng)絡(luò)控制。多能性網(wǎng)絡(luò)涉及到將體細(xì)胞(任何非生殖細(xì)胞)重新編程為胚胎細(xì)胞，胚胎細(xì)胞通過重新包裝隨著年齡增長而變得無序的DNA，更容易恢復(fù)活力和再生。

Gorbunova說:“我們發(fā)現(xiàn)，進(jìn)化激活了多能性網(wǎng)絡(luò)，從而延長了壽命。”

因此，多能性網(wǎng)絡(luò)及其與積極壽命基因的關(guān)系是“理解長壽如何進(jìn)化的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)，”Seluanov說。“此外，它可以為新的抗衰老干預(yù)措施鋪平道路，激活關(guān)鍵的積極壽命基因。我們期望成功的抗衰老干預(yù)包括增加積極壽命基因的表達(dá)，減少消極壽命基因的表達(dá)。”

參考文獻(xiàn)

Comparative transcriptomics reveals circadian and pluripotency networks as two pillars of longevity regulation