
尽管医学已经进行了几个世纪的研究和进步,但仍有许多未解之谜,其中最主要的是了解导致衰老的原因, 以及我们如何减缓或逆转衰老。
最近发表在科学杂志《自然》上的一项新研究可能终于找到了这些问题的答案。欧洲新闻媒体在2023年4月24日发布了这一重大发现。
德国Cologne大学的研究人员发现基因转录随着年龄的增长而变得更快,更不精确,而且更容易出错。他们还发现某些过程可以帮助我们扭转这种下降趋势。
到目前为止,这是一种你不会每隔一天就有的发现,首席研究员 Andreas Beyer 博士称这些发现是“一项重大发现”。
Dr. Beyer告诉欧洲新闻媒体说:Twitter上掀起了一场风暴, 一些同事非常兴奋。他的团队在 10 年前开始他们的调研项目之前,典型的衰老研究只关注差异基因表达。 他解释说,之前的研究提出了诸如“当你变老时,哪些基因会被开启,哪些基因会被关闭?这如何改变细胞内的调节或新陈代谢?等等这样的问题。但是没有人问转录过程本身是如何随着年龄的增长而变化的,这一探究可以产生洞察力,最终帮助我们扭转或停止衰退。
基因转录是健康老龄化的关键
基因转录是这项研究的基础,因为它是细胞制作RNA 复制拷贝一段 DNA 的过程。这个复制副本很重要,因为它携带了在细胞中制造新蛋白质所需的遗传信息。蛋白质决定细胞的健康和功能,然后是细胞构成所有生物。
我们了解到基因转录就是一个细胞从DNA 细胞链中复制出RNA细胞的过程。那么,在我们的一生中,我们的细胞会再生,“但每个细胞都是不同的,使它们不同的是其中激活的不同基因,这种激活称为转录。”Dr. Beyer 解释道。
因为基因具有目的性赋予细胞,所以它们的转录需要完美无缺。Dr. Beyer 说: 你需要为每个基因创建适量的转录本,并拥有基因序列的精确副本,而且,你还需要激活细胞发挥其应有功能所需的确切基因。
人体内有许多不同类型的细胞:神经细胞、肌肉细胞、血细胞、皮肤细胞等等。并且由于每个细胞执行不同的功能,因此在每种细胞类型中激活(转录)一组不同的基因。
正如Dr. Beyer所说: “机器”负责制作基因序列的转录副本,称为 Pol II(RNA 聚合酶 II)。他的团队发现,随着年龄的增长,转录过程会变得更快,而这种加速的转录会导致 转录副本-Pol II 犯更多错误,导致本质上是“坏”的拷贝,从而导致多种疾病。如果转录副本-Pol II 变得太快,它就会犯更多的错误,然后序列就不再与基因组序列相同。结果与基因组本身发生突变时的结果相似。
阻止坏细胞复制是第二大突破
先前的研究已经证明,低热量饮食和抑制胰岛素信号,也就是阻塞胰岛素和细胞之间的交流信号,这可能会延缓许多动物的衰老,并延长寿命。在他们的实验中,Dr. Beyer 的团队试图找出这些是否对减慢转录副本- Pol II 的速度和减少错误副本的数量有任何影响。
这项调查由来自六个不同实验室的 26 人共同合作完成,首先与蠕虫、老鼠和果蝇进行了基因改造以抑制胰岛素信号传导,并与低热量饮食的老鼠一起确定了老年细胞转录的表现.在这两种情况下,转录副本-Pol II 的反应和行进速度都更慢,犯的错误也更少。
Dr. Beyer 和他的团队随后追踪了携带使 转录副本-Pol II 减慢的突变的果蝇和蠕虫的存活情况。这些果蝇和蠕虫携带了减缓转录副本- Pol II 的突变,这些动物的寿命比非突变动物长 10% 到 20%。当研究人员使用基因编辑来逆转蠕虫的突变时,动物的寿命缩短,从而建立了因果关系。
为了测试他们在人类身上的实验,他们使用了年轻人和老年人的血液样本。
Argyris Papantonis是主要研究人员之一。 他说:当我们在体外将年轻细胞与非常老的细胞进行比较时,我们得到了完全相同的结果。
Dr. Beyer 说:跨物种结果证实,这确实是一种适用于衰老的普遍现象,而不仅仅是特定于单一模型,如苍蝇。我们的研究表明,拥有健康的饮食或这种热量限制干预措施,将提高细胞中 RNA 产生的转录质量。从长远来看,这将对细胞产生有益影响。
Papantonis 指出:这些发现可能有助于预防癌症的出现,因为这是一种由错误引起的晚年疾病。限制错误可能是一种限制癌症出现或晚年疾病的方法。
Dr. Beyer 说: 它们还可能让我们更好地理解衰老,更好地理解当我们变老时发生了什么,并最终更好地理解干预措施,我认为这为延缓衰老或扩大健康老龄化开辟了新的机会。
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