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Gene regulation may hold clue to longer life

May 26, 2022
一名年轻女子将一名年长女子的眼睛照片放在面前,以说明基因调节.What accounts for longer lifespan? 根据新萄京娱乐场生物学家的新研究, 这个难题的关键在于调控基因表达的机制. (Getty Images photo)

新萄京娱乐场研究寿命遗传学的生物学家提出了对抗衰老和与衰老有关的疾病的新目标.

自然选择产生的哺乳动物衰老的速度截然不同. Take, for example, naked mole rats and mice. 前者的寿命可达41年,几乎是老鼠等同体型啮齿类动物寿命的10倍.

What accounts for longer lifespan? According to new research from University of 新萄京娱乐场 生物学家认为,控制基因调控的机制是这一难题的关键.

In a paper published in Cell Metabolism, the researchers, including Vera Gorbunova多丽丝·约翰·切里(Doris Johns Cherry)生物学和医学教授; Andrei Seluanov, professor of biology and medicine; and Jinlong Lu, 他是戈尔布诺娃实验室的博士后助理研究员,也是这篇论文的第一作者, investigated genes connected to lifespan. 他们的研究揭示了这些基因的特定特征,并揭示了控制基因调节的两个调节系统对长寿至关重要. 这一发现有助于科学家更好地理解长寿,并可能为对抗衰老和与衰老相关的疾病提供新的靶点.

Comparing gene regulation patterns

研究人员比较了26种最长寿命不同的哺乳动物的基因调节模式. 寿命从两年(鼩鼱)到41年(裸鼹鼠)不等. 研究人员随后确定了数千个与物种最长寿命相关的基因. 这些基因与寿命或正或负相关.

他们发现,长寿物种的能量代谢和炎症相关基因的表达水平往往较低. However, 他们有高表达的基因参与DNA修复, RNA transport, and organization of cellular skeleton (or microtubules). Gorbunova和Seluanov在之前的研究中表明,寿命长的哺乳动物具有诸如 more efficient DNA repair and a weaker inflammatory response.

The opposite was true for short-lived species. 短命物种往往具有高表达的基因涉及能量代谢和炎症. They have low expression of genes involved in DNA repair, RNA transport, and microtubule organization.

Two pillars of longevity

当研究人员分析调控这些基因的机制时, they found two major systems at play. 昼夜节律网络控制着负寿命基因——那些与能量代谢和炎症有关的基因. 也就是说,基因的表达受限于一天中的某个特定时间. 这可能有助于限制长寿物种基因的整体表达.

信息图显示了短命物种和长寿物种之间基因调控的差异.

通过比较26种不同寿命物种的基因调控模式, 新萄京娱乐场生物学家Vera Gorbunova和Andrei Seluanov发现,不同基因的特征是由昼夜节律或多能性网络控制的. (University of 新萄京娱乐场 illustration / Julia Joshpe)

这意味着新萄京娱乐场至少可以对负寿命基因进行一些控制.

“To live longer, 新萄京娱乐场必须保持健康的睡眠时间,避免在晚上暴露在光线下,因为它可能增加消极寿命基因的表达,” Gorbunova says.

On the other hand, 多能性网络控制着积极的寿命基因——那些与DNA修复有关的基因, RNA transport, and microtubules. 多能性网络有助于体细胞(任何非生殖细胞)重新编程为胚胎细胞. 胚胎细胞更容易恢复活力和再生, by repackaging DNA that becomes disorganized as we age.

新萄京娱乐场发现,进化激活了多能网络,以实现更长的寿命,” Gorbunova says.

因此,多能性网络及其与积极寿命基因的关系是“理解寿命如何进化的一个重要发现”,” Seluanov says. “Furthermore, 它可以为激活关键的积极寿命基因的新的抗衰老干预措施铺平道路. 新萄京娱乐场预计,成功的抗衰老干预措施将包括增加积极寿命基因的表达和减少消极寿命基因的表达.”


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Category: Science & Technology