Genes&Dev：延長壽命的新途徑

日期：2015-08-04 09:01:48

通過酵母和線蟲研究，來自賓夕法尼亞大學(xué)、貝勒醫(yī)學(xué)、約翰霍普金斯大學(xué)等處的研究人員發(fā)現(xiàn)，不正確的基因表達(dá)是老化細(xì)胞的一個標(biāo)志，而減少這種“噪音”可延長這些生物體的壽命。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表最近的《Genes & Development》。清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的戴俊彪研究員也是本文共同作者之一。

該研究小組是由本文資深作者、賓夕法尼亞大學(xué)佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院生物學(xué)和遺傳學(xué)系的Shelley Berger博士，賓夕法尼亞大學(xué)前博士后、現(xiàn)任貝勒醫(yī)學(xué)院助理教授的黨魏偉（Weiwei Dang），以及本文第一作者、Berger實(shí)驗(yàn)室博士后Payel Sen博士共同帶領(lǐng)的。

基因表達(dá)是由染色質(zhì)（與DNA緊密相關(guān)的組蛋白）上的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)的。組蛋白上的某些化學(xué)基團(tuán)，可使DNA打開，其他基團(tuán)則使它壓縮。這些基團(tuán)能夠改變“有多少DNA被壓縮在基因組中的某些區(qū)域”，這反過來又會影響哪些基因可以被制成RNA（一個被稱為轉(zhuǎn)錄的過程）和最終的蛋白質(zhì)。

Berger說：“研究人員剛剛開始了解，這些表觀遺傳學(xué)組蛋白修飾如何在決定壽命中扮演重要的角色。”二十多年來，她一直都在研究這種表觀遺傳標(biāo)記，并首次確定了一些特定的組蛋白修飾，不僅在衰老過程中發(fā)生改變，而且也直接決定著壽命。

黨博士說：“在這項(xiàng)研究中，我們發(fā)現(xiàn)，一種異常的轉(zhuǎn)錄在老化細(xì)胞中顯著增加，降低這種轉(zhuǎn)錄可以延長壽命。這種長壽效果是通過一種進(jìn)化上保守的組蛋白化學(xué)修飾介導(dǎo)的。這是第一次證明，存在這樣的衰老調(diào)節(jié)機(jī)制。”

Sen解釋說：“我們用芽殖酵母——一種單細(xì)胞生物，來研究衰老的表觀遺傳學(xué)調(diào)控，這種簡單的模型被證明是很強(qiáng)大的。”在酵母中，衰老是通過母細(xì)胞在停止分裂前形成子細(xì)胞的次數(shù)來衡量的。這個數(shù)字——平均值是25次分裂，受到嚴(yán)格的控制，可以通過改變組蛋白修飾而減少或增加。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)更少的某類化學(xué)基團(tuán)連接到酵母組蛋白上時，老化細(xì)胞中的異常轉(zhuǎn)錄可大大增加。與此相反，該小組發(fā)現(xiàn)，在某些酶缺失的酵母菌株中，這種異常轉(zhuǎn)錄減少，壽命延長了約百分之30。

Berger說：“我們已經(jīng)開始調(diào)查，在哺乳動物細(xì)胞中是否也有這樣一種長壽途徑。然而，這些研究被更高級生物體的復(fù)雜性所混淆。我們的一個長期目標(biāo)是，設(shè)計(jì)藥物，可以幫助保留這些有益的組蛋白修飾，并延長人類的健康壽命。”