《Nature》当人老了基因转录变“草率”了,饮食习惯能延缓衰老

【字体: 时间:2023年04月14日 来源:Natue

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  在一个大型联合项目中,六个研究小组展示了以下适用于整个动物王国的发现:随着年龄的增加,基因的转录伸长速度增加,从而基因产物的质量受到影响。在饮食限制下,这些过程可能被逆转。

  

快速但草率,这就是基因转录随年龄变化的方式。来自科隆大学年龄相关疾病细胞应激反应卓越集群(CECAD)、科隆马克斯普朗克衰老生物学研究所(MPI)和哥廷根大学的六个研究小组通过研究五种不同模式生物和各种组织中的转录过程,发现了一种有助于衰老的新的分子机制。这让CECAD工作组负责人、科隆大学数学和自然科学学院遗传学研究所教授Andreas Beyer非常高兴:“这是一个持续了几年的大型合作项目,涉及来自CECAD集群和其他科学机构的多个团队。必须生成并分析来自五个物种的数据。只有结合我们的专业知识,才有可能研究这么多物种和数据类型。”

衰老会损害广泛的细胞过程,其中许多过程会影响蛋白质的质量和浓度。在这些过程中,被称为转录的基因阅读尤为重要,因为它是蛋白质水平的主要调节因子。虽然专家们知道基因表达,即遗传信息转化为蛋白质,会随着年龄的增长而变化,而且基因表达的控制可能会受损,但不清楚转录过程本身的准确性是否会随着年龄的增长而变化,以及这种变化是否会对生物体产生相关后果。

26名科学家研究了线虫、果蝇、小鼠、大鼠和人类的转录过程中与年龄相关的全基因组变化,包括不同的组织。他们发现,在所有五个物种中,转录本通过RNA组成部分核苷酸的附着生长的平均速度都随着年龄的增长而增加。除了这种更高的延伸速度(Pol II速度),研究人员还观察到所谓的剪接的变化,剪接是转录过程中从基因到成品蛋白质的进一步工作步骤,在这个过程中,转录产物再次被缩短并切割成大小。

然而,整个转录过程的准确性也可以被控制和逆转,例如通过饮食限制或胰岛素信号的干预——这两种措施都有助于延长寿命,正如多年来所知的那样。同样,当研究人员使用干预措施降低阅读速度时,果蝇的寿命和人类细胞的分裂潜力也延长了。

Beyer教授说:“我们的研究结果揭示了动物衰老的基本分子机制和延长寿命的干预措施,为我们如何在未来为健康老龄化做出贡献提供了线索。事实上,像减少卡路里摄入这样的干预措施,通过提高基因转录的质量,在分子水平上对健康的衰老过程也有积极的影响,我们现在已经能够通过我们的研究非常清楚地证明这一点。”

Aging-associated changes in transcriptional elongation influence metazoan longevity

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