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延长寿命的新途径

通过酵母和线虫研究,来自宾夕法尼亚大学、贝勒医学、约翰霍普金斯大学等处的研究人员发现,不正确的基因表达是老化细胞的一个标志,而减少这种“噪音”可延长这些生物体的寿命。相关研究结果发表最近的《Genes & Development》。清华大学生命科学学院的戴俊彪研究员也是本文共同作者之一。

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该研究小组是由本文资深作者、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院生物学和遗传学系的Shelley Berger博士,宾夕法尼亚大学前博士后、现任贝勒医学院助理教授的党魏伟(Weiwei Dang),以及本文第一作者、Berger实验室博士后Payel Sen博士共同带领的。


基因表达是由染色质(与DNA紧密相关的组蛋白)上的化学修饰调节的。组蛋白上的某些化学基团,可使DNA打开,其他基团则使它压缩。这些基团能够改变“有多少DNA被压缩在基因组中的某些区域”,这反过来又会影响哪些基因可以被制成RNA(一个被称为转录的过程)和最终的蛋白质。


Berger说:“研究人员刚刚开始了解,这些表观遗传学组蛋白修饰如何在决定寿命中扮演重要的角色。”二十多年来,她一直都在研究这种表观遗传标记,并首次确定了一些特定的组蛋白修饰,不仅在衰老过程中发生改变,而且也直接决定着寿命。


党博士说:“在这项研究中,我们发现,一种异常的转录在老化细胞中显著增加,降低这种转录可以延长寿命。这种长寿效果是通过一种进化上保守的组蛋白化学修饰介导的。这是第一次证明,存在这样的衰老调节机制。”


Sen解释说:“我们用芽殖酵母——一种单细胞生物,来研究衰老的表观遗传学调控,这种简单的模型被证明是很强大的。”在酵母中,衰老是通过母细胞在停止分裂前形成子细胞的次数来衡量的。这个数字——平均值是25次分裂,受到严格的控制,可以通过改变组蛋白修饰而减少或增加。


他们发现,当更少的某类化学基团连接到酵母组蛋白上时,老化细胞中的异常转录可大大增加。与此相反,该小组发现,在某些酶缺失的酵母菌株中,这种异常转录减少,寿命延长了约百分之30。


Berger说:“我们已经开始调查,在哺乳动物细胞中是否也有这样一种长寿途径。然而,这些研究被更高级生物体的复杂性所混淆。我们的一个长期目标是,设计药物,可以帮助保留这些有益的组蛋白修饰,并延长人类的健康寿命。”


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