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饮食习惯导致衰老的神经密码

近日,来自美国乔治亚技术研究所和国王学院的研究者们发现,在线虫特定的神经元,食物丰富性的信息是由血清素和TGF-beta通路的基因水平所编码的。这些神经系统的信号可以影响动物的寿命,因此介导了食物对衰老的影响。这项发现最近发表在eLife杂志上。

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饮食对健康及衰老都有很重要的影响。神经系统在此过程中起到了很重要的作用,然而,神经系统是如何将食物信号解码的,这至今仍然是个谜。这是一个重要的问题,因为神经系统对食物信号的解码,不仅仅影响衰老,而且还影响健康与疾病,包括代谢,再生和发育。


研究人员利用线虫作为实验模型发现,血清素和TGF-beta通路在连接食物丰富性和神经系统中起了重要的作用。这两条通路间的相互调节和自动调节,改变了DAF-7(TGF-beta)和TPH-1(色氨酸羟化酶)对食物供应的基因表达反应的形状,动态范围和总体方差。这些复杂的调节特性,为TGF-beta和血清素信号协调这个多神经元代码的准确性,提供了不同的机制:daf-7主要调节基因表达的多样性,而TPH-1主要调节的基因表达反应的动态范围。当研究人员将daf-7 和 tph-1突变后,可以降低依赖于食物供应的寿命改变。


血清素和TGF-beta通路在多种人类疾病中起作用,包括癌症,精神疾病,糖尿病和肥胖。由于许多重要的基因在线虫和人类起到了相似的作用,所以,利用线虫这个简单的多细胞模型,科学们已经发现了有关人类生理及疾病的许多遗传通路。


此项研究就是利用线虫这种生物模型,揭示了感知事物丰富性的神经密码,即基因表达水平可作为神经系统调控的信息处理。

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