關於衰老理論的縮小

一項新的研究增加並加強了導致科學家們提出“老化轉座子理論”的聯繫。

“到目前為止,我們所有人都有合作和建議,但科學的不同之處在於,您需要數據來支持您的觀點。”

轉座子是DNA中的流氓元素,它們在衰老的細胞中自由分裂,並在基因組的其他地方重寫,可能會在組織的基因組成中縮短生命週期。

隨著細胞變老,先前的研究表明,緊密纏繞的異染色質包裹通常會阻礙轉座子變得更加鬆散,使它們從染色體中的位置滑出並轉移到新的位置,破壞正常的細胞功能。 與此同時,科學家已經證明,潛在的相關干預措施,例如限制卡路里或操縱某些基因,可以明顯延長實驗動物的壽命。

“在本報告中,向前邁出的一大步是建立真正的因果關係的可能性,”布朗大學生物學教授斯蒂芬赫爾芬德說,他是一項新研究的高級作者。 訴訟中的國家科學院院士。 “到目前為止,我們所有人都有合作和建議,但科學的不同之處在於,您需要數據來支持您的觀點。”


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連接點

由教師調查員Jason Wood領導的新結果來自幾個實驗,這些實驗徹底而直接地將弱點異染色質,增加的轉座子表達,衰老和壽命連接起來。

在一組實驗中,團隊在視覺上捕捉了轉座因素,因為它們在老化時會在果蠅中跳躍。 他們在脂肪體細胞中插入了特殊的遺傳片段,相當於蒼蠅中的人體肝臟和脂肪細胞,當特定的轉座因子在基因組中移動時會發出亮綠色。 在顯微鏡下,科學家們可以看到一個清晰的模式,即當蒼蠅老化時,發光的“陷阱”會越來越多地點亮。

隨著蒼蠅年齡的增長,轉座子活性的增加並不穩定。 “蒼蠅達到一定年齡,然後以指數方式起飛,”伍德說。 數據顯示,轉座因素活動真正開始增加的時間範圍與果蠅開始死亡的時間密切相關。

本文中的幾項實驗還表明,已知的增加壽命的關鍵干預措施,即低卡路里飲食,可顯著延遲轉座子活性增加的發生。

為了進一步探索轉座子表達與壽命之間的聯繫,研究小組測試了操縱已知改善異染色質抑制的基因的效果,這些基因不僅存在於果蠅中,而且還存在於哺乳動物中。 例如,增加基因Su(var)3-9的表達,其有助於形成異染色質,將最大飛行壽命從60延長至80天。 增加稱為Dicer-2的基因的表達,其使用小RNA途徑來抑制轉座子,也顯著增加了壽命。

最後,他們發現一種名為3TC的抗HIV藥物可抑制轉座子的活化及其在基因組中的新位置移動,可以恢復具有禁用Dicer-2突變的果蠅的一些生命週期。

接下來的步驟

對於所有新結果,Helfand表示現在還不是完全宣布轉座子是導致衰老對健康影響的原因。 “他們創造了一個強大的故事,”他說。 “我們開始把骨肉放在骨架上。”

但計劃進行新的實驗。 例如,該團隊將故意鼓勵表達轉座因子,以確定是否會破壞健康和生命。 另一種方法可能是使用強大的CRISPR基因編輯技術來特異性地禁用轉座因子在基因組內動員的能力。 Helfand說,如果這種干預影響了生命週期,那也是可以說明的。

該團隊還在繼續開發藥物干預措施,以期提高其療效並更多地了解其安全性。

布朗還在紐約大學和羅徹斯特大學領導新的資助,以進一步推進衰老轉座子的研究。

Helfand和伍德表示,儘管轉座子似乎是衰老的一個重要因素,但它們很可能只是隨著時間的推移而破壞健康的更廣泛過程的一部分。 “有很多潛在的機制會影響衰老過程,”伍德說。 “有很多事情正在發生,但我們認為這是其中之一。”

美國國立衛生研究院和美國老齡化研究聯合會資助了這項研究。

資源: 布朗大學

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