科學(xué)家發(fā)現(xiàn)操縱優(yōu)化細(xì)胞衰老途徑揭示細(xì)胞衰老的關(guān)鍵機(jī)制

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2020-07-23 13:34:56 中國(guó)生物技術(shù)網(wǎng)

原標(biāo)題：《科學(xué)》揭開衰老之謎背后的關(guān)鍵機(jī)制：兩條不同的途徑,！

北京時(shí)間7月17日,，發(fā)表在《Science》上的一項(xiàng)新研究中,，來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)揭開了衰老之謎背后的關(guān)鍵機(jī)制：他們分離出細(xì)胞在衰老過(guò)程中的兩種不同途徑,，并設(shè)計(jì)了一種新方法——通過(guò)基因編程來(lái)延長(zhǎng)細(xì)胞壽命,。

人類壽命是由單個(gè)細(xì)胞的老化所決定的,。為了解不同的細(xì)胞是否以相同的速度和原因老化,，研究人員研究了釀酒酵母,。這是一種研究衰老機(jī)制的可操作模型,，也適用于皮膚和干細(xì)胞的衰老途徑。

圖片來(lái)源：Science

我們知道,，許多損傷因素,，包括染色質(zhì)不穩(wěn)定、線粒體功能障礙和活性氧都有助于細(xì)胞衰老,。在每一個(gè)單細(xì)胞中,，這些因素是如何結(jié)合在一起推動(dòng)衰老過(guò)程的還是個(gè)迷。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),，具有相同遺傳物質(zhì),、處于相同環(huán)境中的細(xì)胞會(huì)以截然不同的方式衰老。它們的命運(yùn)會(huì)通過(guò)不同的分子和細(xì)胞軌跡展開,。

利用微流控技術(shù)與延時(shí)顯微鏡相結(jié)合,，再加上計(jì)算機(jī)建模和其他技術(shù)，該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)基因野生型細(xì)胞在衰老過(guò)程中表現(xiàn)出兩種表型變化,。他們分別命名為“模式1”和“模式2”老化,。

核仁和線粒體結(jié)構(gòu)的異常變化是許多生物體衰老的標(biāo)志，表明與年齡相關(guān)的器官功能障礙,。

核仁組成成分包括rRNA,、rDNA和核糖核蛋白。核仁是rRNA基因存儲(chǔ),、rRNA合成加工以及核糖體亞單位的裝配場(chǎng)所,。

具體而言，由長(zhǎng)壽基因編碼的保守賴氨酸脫乙?；福⊿ir2）通過(guò)介導(dǎo)rDNA沉默來(lái)維持rDNA的穩(wěn)定性,。為了追蹤rDNA的沉默，研究人員使用了一個(gè)綠色熒光蛋白(GFP)的報(bào)告基因插入rDNA上轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(rDNA-GFP),。沉默會(huì)抑制報(bào)告基因的表達(dá),，熒光增強(qiáng)表明沉默消失。細(xì)胞在衰老早期表現(xiàn)出零星的沉默喪失,。到了衰老后期,，模式1細(xì)胞經(jīng)歷了持續(xù)的沉默喪失,，但模式2細(xì)胞沒(méi)有，這與模式1細(xì)胞的核仁衰退一致,。煙酰胺（NAM）是一種Sir2抑制劑,，暴露在大多數(shù)細(xì)胞中可誘導(dǎo)其老化，這表明Sir2和rDNA沉默在驅(qū)動(dòng)模式1老化中起作用,。

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