由浙江大學和中國科學院分子植物科學卓越創新中心的科學家組成的聯合研究團隊，通過線粒體—細胞核協同演化研究，定位了新的長壽基因。該研究對于延長動物（包括人）的壽命具有重要意義。相關成果發表于《自然—衰老》（Nature Aging）。 作為人體細胞內的重要成員，線粒體主要負責細胞的能量供應。其功能的衰退與衰老，同神經退行性疾病、代謝性疾病、心血管疾病以及腫瘤等多種疾病的發生緊密相關。近年來，通過優化線粒體功能延長壽命的研究引起廣泛關注。 “根據內共生理論，線粒體源自一種古老的α—變形菌——這種細菌被一個原始的真核細胞吞噬，但并未被消化，而是與宿主細胞形成共生關系。”論文第一作者、浙江大學博士生陶妹解釋，“所以，線粒體內部至今仍然保存著屬于自己的DNA。但同時，線粒體也受到細胞核內DNA的調控，使得線粒體與細胞核之間建立了相互交流和協作的穩定關系——共同演化，即發生著協同演化?！?/div> “以往的研究大多集中在線粒體本身，較少關注與線粒體長期共同演化的細胞核。”論文通訊作者、浙江大學研究員沈星星介紹，“我們從線粒體與細胞核協同演化的視角出發，結合演化生物學、計算生物學、功能基因組學等多個交叉學科，系統性地對‘遠程’操控線粒體演化的核基因進行了挖掘?！?/div> 研究確認了75個與線粒體基因展現出顯著協同演化的核基因。根據基因之間的相互作用關系，研究團隊挑選其中4個基因（CG13220、CG11837、 Nop60B和CG11788）在果蠅體內進行基因活性降低的實驗。結果顯示，與對照組相比，這4個基因的活性降低均導致線粒體形態的異常?！捌渲械腃G11837基因，不僅影響線粒體形態，其活力還與動物的壽命長短存在顯著正相關性。這促使我們思考：改變CG11837基因的活力，是否會影響動物的壽命？”沈星星表示。
圖注：在共聚焦顯微視野下，與黑腹果蠅正常脂肪體（左）相比較，CG11837基因敲低后的脂肪體（右）中線粒體的形態有著明顯差異。圖中藍色為細胞核，綠色為多個線粒體，線粒體包圍形成的黑色孔為脂肪滴。（沈星星課題組供圖） 研究人員首先在動物中進行基因敲降實驗。結果顯示，在所有研究的6種不同動物中，降低該基因的活力均顯著縮短動物的壽命，幅度在25%至59%之間。隨后，研究人員又在果蠅和線蟲中進行該基因的過表達實驗。結果顯示，上述兩種動物的壽命均顯著延長，延長幅度達到12%至35%。而對人類離體細胞的實驗研究則發現，激活該基因，能夠顯著提升抗衰老能力，效果提升30%。 “這提示著該基因在動物中具有廣泛而顯著的長壽效應，初步證實它在抗衰老能力方面的潛力?！鄙蛐切峭瑫r強調，“我們有望通過干擾該基因，縮短農業害蟲和病原蟲媒的壽命，同時探討基于該基因的藥物和治療方法，為延長人類健康壽命和提高生活質量提供新的可能?！?/div> |
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