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新的长寿基因被发现

来源:光明日报 张蕾 访问:968 时间:2024-06-06

由浙江大学和中国科学院分子植物科学卓越创新中心科学家组成的联合研究团队,通过线粒体—细胞核协同演化研究,定位了新的长寿基因。该研究对于延长动物(包括人)的寿命具有重要意义。相关成果日前发表于《自然—衰老》。

作为人体细胞内的重要成员,线粒体主要负责细胞的能量供应。其功能的衰退与衰老,同神经退行性疾病、代谢性疾病以及肿瘤等多种疾病的发生紧密相关。近年来,通过优化线粒体功能延长寿命的研究引起广泛关注。

“根据内共生理论,线粒体源自一种古老的α-变形菌——这种细菌被一个原始的真核细胞吞噬,但并未被消化,而是与宿主细胞形成共生关系。”论文第一作者、浙江大学博士生陶妹解释,“所以,线粒体内部至今仍然保存着属于自己的DNA。但同时,线粒体也受到细胞核内DNA的调控,使得线粒体与细胞核之间建立了相互交流和协作的稳定关系——共同演化,即发生着协同演化。”

“以往的研究大多集中在线粒体本身,较少关注与线粒体长期共同演化的细胞核。”论文通讯作者、浙江大学研究员沈星星介绍,“我们从线粒体与细胞核协同演化的视角出发,结合演化生物学、功能基因组学等多个交叉学科,系统性地对‘远程’操控线粒体演化的核基因进行了挖掘。”

研究确认了75个与线粒体基因展现出显著协同演化的核基因。根据基因之间的相互作用关系,研究团队挑选其中4个基因(CG13220、CG11837、Nop60B和CG11788)在果蝇体内进行基因活性降低的实验。结果显示,与对照组相比,这4个基因的活性降低均导致线粒体形态的异常。“其中CG11837基因不仅影响线粒体形态,其活力还与动物的寿命长短存在显著正相关性。这促使我们思考:改变CG11837基因的活力,是否会影响动物的寿命?”沈星星表示。

研究人员首先在动物中进行基因敲降实验。结果显示,在所有研究的6种不同动物中,降低该基因的活力均显著缩短动物的寿命,幅度在25%至59%之间。随后,研究人员又在果蝇和线虫中进行该基因的过表达实验。结果显示,上述两种动物的寿命均显著延长,延长幅度达到12%至35%。而对人类离体细胞的实验研究则发现,激活该基因,能够显著提升抗衰老能力,效果提升30%。

“该基因在动物中具有广泛而显著的长寿效应,初步证实它在抗衰老能力方面的潜力。”沈星星说,“我们有望通过干扰该基因,缩短农业害虫和病原虫媒的寿命,同时探讨基于该基因的药物和治疗方法,为延长人类健康寿命和提高生活质量提供新的可能。”

(原载于《光明日报》 2024-06-06 08版)

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