科學也可以如此靠近

為什麼有的人比你年長卻更有活力?


簡行至上為什麼別人看上去駐顏有術,而你卻顯得成熟蒼老,現在不用再糾結了——可能都是基因惹的禍。解放日報·上觀新聞記者獲悉,月日,《自然》雜誌以長篇研究論文形式發表了中科院神經科學研究所、腦科學與智能技術卓越創新中心蔡時青研究組的一項最新研究,該工作首次揭示了個...

2018年1月14日14時51分 - 今日科學 / 簡行至上

簡行至上

為什麼別人看上去駐顏有術,而你卻顯得成熟蒼老,現在不用再糾結了——可能都是基因惹的禍。解放日報·上觀新聞記者獲悉,11月9日,《自然》雜誌以長篇研究論文形式發表了中科院神經科學研究所、腦科學與智能技術卓越創新中心蔡時青研究組的一項最新研究,該工作首次揭示了個體之間衰老速度差異的遺傳基礎,是近年來衰老領域取得的重要突破。

已發現上百個基因可延長動物壽命

衰老是許多疾病如老年痴呆、癌症、糖尿病的最大風險因素,因此人人都不想變老。20世紀,隨著分子生物學的發展,衰老研究進入了基因時代,目前已發現上百個基因可以延長動物的壽命。

然而,近年來研究表明,長壽相關基因不一定延緩動物行為退化。如果只是壽命延長,卻不能過上有質量的生活,不僅會增加社會負擔,也是老年人所不情願的。我國失能老人數量巨大,如何延緩衰老相關的功能退化,預防和治療老年性疾病,已成為亟待解決並具有重要社會意義的科學問題。

一個有意思的現象,是衰老速度在個體之間存在明顯差異,大部分人的行為和認知會隨衰老逐漸地退化,但也有一些人在耄耋之年仍能保持較好的活力。這種現象提示我們,研究個體衰老速度差異的遺傳基礎將為抗衰老提供重要線索,但相關研究一直以來未見報導。

發現全新的調控衰老信號通路

1993年美國科學家發現,胰島素受體基因突變可以將秀麗線蟲壽命延長一倍,首次揭示了單基因可以調控動物壽命。秀麗線蟲壽命只有3個星期,遺傳背景清楚,是目前研究衰老的重要模式生物,許多重要的調控衰老的信號通路是在線蟲中首先發現的。

蔡時青研究組觀察了世界不同地區的秀麗線蟲在衰老過程中雄性交配、進食和運動能力退化情況,發現退化速度存在著顯著差異。這說明個體之間衰老速度差異是普遍存在的現象,但接下來如何找到差異背後的原因成為擺在研究人員面前的首要問題。

線蟲基因組含有約2萬個基因,如何在浩瀚的基因組中找到目標基因不是一件容易的事情。研究人員設計了一個巧妙的實驗,通過將衰老慢的線蟲與快速衰老的線蟲雜交,並在子代中尋找衰老慢的線蟲繼續與快速衰老的線蟲雜交,通過八次這樣的重複雜交,原本衰老慢的線蟲基因組中和衰老速度不相關的區域都被替換為快速衰老線蟲的基因組。通過全基因組測序,研究人員找到了影響衰老速度的基因組區域,並最終鎖定了一個新的基因,將其命名為RGBA-1,還確認了這是一個編碼新的神經肽的基因。

神經肽在體內雖然含量低,但調節諸多生理功能如痛覺、學習與記憶等。神經肽要發揮生物活性和功能,需要通過作用於一個受體。蔡時青研究組後來發現有一個基因NPR-28確實可以被RGBA-1神經肽激活。這樣一個全新的調控衰老的信號通路浮現在了科研人員的眼前。

有望成為抗衰老的潛在靶點

這一調控衰老的信號通路究竟是怎麼發揮作用的呢,也就是說人們究竟是怎麼變老的?

之前有科學報導顯示,線蟲細胞內的線粒體應激反應強,個體衰老得就慢。蔡時青研究組發現,這一新的神經肽由膠質細胞釋放,作用於受體NPR-28,抑制了細胞內線粒體應激反應。也就是說,神經肽分泌的多少,受體活性的不同,都會使得該信號通路的強度不同,從而最終導致衰老速度差異。

該工作首次揭示了個體之間衰老速度差異的遺傳基礎,發現了一條新的信號通路調控動物衰老,是近年來衰老領域取得的重要突破。

調控個體之間衰老速度差異的基因已經歷了長期的進化選擇,對生長和繁殖一般沒有不良影響,有望成為抗衰老的潛在靶點。研究還從衰老進化角度提供了證據,表明同時實現延長壽命和實現健康衰老是可能的。

審稿人評價說,「顯示了一個新的發現,並揭示了其背後的機制。」「該研究巧妙地運用行為和基因位點在不同線蟲品系之間的差異,將神經肽信號、行為和衰老三者聯繫了起來。」

該研究由博士後尹江安和博士研究生高革在蔡時青研究員的指導下完成,實驗室研究助理劉喜娟、康心蕾和助理研究員李凱也發揮了重要作用。


熱門內容

友善連結