让动物耐热且更长寿,这样纠正一个氨基酸即可

【字体: 时间:2021年09月17日 来源:Cell Metabolism

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  伦敦大学学院(UCL)和伦敦医学科学研究所(MRC)的研究人员在简单的生物模型中发现,减少蛋白质合成(生产)中自然发生的错误可以改善健康和寿命。

  

伦敦大学学院(UCL)和伦敦医学科学研究所(MRC)的研究人员在简单的生物模型中发现,减少蛋白质合成(生产)中自然发生的错误可以改善健康和寿命。

发表在《细胞代谢》(Cell Metabolism)杂志上的这项新发现首次证明了蛋白质错误减少与长寿之间的直接联系。

该研究的主要作者Ivana Bjedov博士(伦敦大学学院癌症研究所)解释说:“我们经常听说DNA突变会导致癌症,这被认为是衰老的潜在原因之一。”

“然而,影响机体健康的蛋白质错误在很大程度上被忽视了,尽管事实上,在新蛋白质合成过程中引入的错误比在DNA复制过程中产生的突变更频繁。”

“因此,在这项研究中,我们关注的是蛋白质错误,我们质疑蛋白质错误的减少是否能改善健康。”

在这项研究中,科学家调查了一种名为RPS23 K60R的进化“超精确”突变,该突变在嗜热古生菌的核糖体(细胞的蛋白质生产工厂)中发现,古生菌是一种可以在极高温度下生存的单细胞生物。

通过基因组编辑,科学家们设计了一种后生动物核糖体,使其携带与超温古生菌相同的突变(单一氨基酸变化),从而在简单的模式生物,即酵母、线虫和果蝇中复制了它对蛋白质合成的影响。

研究小组观察到,这些生物体的蛋白质有更少的错误,因此,这些生物体变得耐热,寿命更长。

第一作者Victoria Eugenia Martinez-Miguel博士(伦敦大学学院癌症研究所)说:“制造蛋白质的过程并非没有错误——核糖体也会犯错。

“我们首次证明,改变核糖体解码中心的一个氨基酸可以减少蛋白质合成错误,提高生物体的抗压能力和寿命。”

除了重组核糖体,研究人员发现一些批准用于人类的药物也可以减少蛋白质的错误。有趣的是,这些药物,雷帕霉素,torin和曲美替尼,也被认为是抗衰老药物。它们会影响细胞感知营养的能力,因此当少量使用时,可以产生与卡路里限制(一种已知的有利于长寿的治疗方法)相似的效果。这项新研究表明,减少蛋白质错误是抗衰老药物的统一机制,可能有助于健康衰老。

共同通讯作者Filipe Cabreiro教授(MRC伦敦医学科学研究所)说:“这是第一项对后生动物的研究,揭示了蛋白质中更少的错误可以延长健康和寿命;我们希望我们在酵母、线虫和果蝇方面的研究结果能够扩展到哺乳动物,这可能会导致改善老年人健康的治疗方法。”

Cell Metabolism

DOI

10.1016/j.cmet.2021.08.017


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