長壽基因新發現

2021-02-12 解碼醫學

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從三種不同生物體的40000個基因中,蘇黎世聯邦理工學院的科學家們大海撈針般的發現了與年齡增長有關的基因。人類一直在探究我們是如何慢慢變老的。隨著近幾十年分子基因學的發展,尋找與機體老化過程有關基因的步伐正逐漸加快。

篩選40000個基因

蘇黎世聯邦理工學院的研究者們仔細篩查了三種不同生物體的基因組,以尋找與老化過程有關的基因。儘管發現於不同的生物體,但是這些所謂的同源基因彼此之間密切相關,並且人類也有。

為了找到這些基因,研究者篩檢查了C線蟲、斑馬魚和小鼠體內大約40000個基因。通過篩選,科學家想確定出在不同的年齡段那些調節方式完全相同的基因。

為了評估基因的活性,研究者檢測了這些動物細胞中mRNA的數量。mRNA是基因的轉錄物,也是蛋白質的模板。當一種基因存在很多mRNA時,這表明該基因異常活躍。相反,mRNA數量少就表明基因的活性低,Michael Ristow解釋道,他是蘇黎世聯邦理工學院能量代謝領域的教授。

降低基因活性,活得更長久

通過選擇性地阻斷相關基因的mRNA,研究者們準確的發現了其對於線蟲老化過程的影響。通過阻斷這十幾個基因,壽命至少會延長5%。

其中一個基因作用很關鍵:bcat-1基因。「當我們阻斷該基因時,它能明顯的延長線蟲的壽命多達25%,」Ristow表示。

研究者也能解釋這個基因的作用機制:bcat-1基因能夠編碼bcat-1酶,這種酶可以降解所謂的支鏈胺基酸。自然而然的會影響食物蛋白的補充,包括L-亮氨酸、L-異亮氨酸和L-纈氨酸。

當研究者抑制bcat-1的基因活性時,支鏈胺基酸會在組織中聚集,從而引起分子信號間的串聯,增長線蟲的壽命。而且,線蟲的健康狀態期也得到了延長。作為生命力的指標,研究者檢測了色素的聚集速度,線蟲的移動速度,線蟲生育的時間。當科學家抑制bcat-1基因的活性後,所有這些參數都得到了改善。

當科學家在線蟲的食物中混入三種支鏈胺基酸後,它們的壽命也得到了延長。但是效果不明顯,因為bcat-1基因仍然有活性,這就意味著胺基酸還會被降解,壽命的延長作用就不會那麼有效。

永恆的機制

Ristow相信,人體中的機制很可能一樣。「我們只尋找那些進化過程中永恆的基因,所有的生物體中都會存在,包括人類,」他表示。

在當前的研究中,他和他的同事們沒有選擇研究對人類的影響,但是他們正計劃進行追蹤研究。「不過,我們無法估量一個人的預期壽命,」聯邦理工學院的教授表示。研究者們計劃探究各種健康因素,例如膽固醇和血糖水平,以獲得實驗中受試者健康狀態的指標。

健康開支大大降低

Ristow表示,多種支鏈胺基酸已經用於治療肝損傷,也作為運動保健食品的添加劑。「但是,問題不在於讓人們活得更久,而在於保持更久的健康狀態,」他表示。該研究為老化過程是如何受到影響,以及如何預防糖尿病、高血壓等老年病提供了指示。在老齡化嚴重以及壽命延長的情況下,延長人們的健康期顯得尤為重要,而不是使人們處於一種壽命更長的多病狀態。有了這些預防措施,老年人就能大大改善他們的生活質量,同時也能減少接近一半的醫療開支。

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