科學家發(fā)現(xiàn)操縱優(yōu)化細胞衰老途徑揭示細胞衰老的關鍵機制

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2020-07-23 13:34:56 中國生物技術網(wǎng)

原標題：《科學》揭開衰老之謎背后的關鍵機制：兩條不同的途徑,！

北京時間7月17日，發(fā)表在《Science》上的一項新研究中,，來自美國加州大學圣地亞哥分校的科學家團隊揭開了衰老之謎背后的關鍵機制：他們分離出細胞在衰老過程中的兩種不同途徑,，并設計了一種新方法——通過基因編程來延長細胞壽命。

人類壽命是由單個細胞的老化所決定的,。為了解不同的細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制的可操作模型,，也適用于皮膚和干細胞的衰老途徑,。

圖片來源：Science

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

科學家們發(fā)現(xiàn),，具有相同遺傳物質,、處于相同環(huán)境中的細胞會以截然不同的方式衰老。它們的命運會通過不同的分子和細胞軌跡展開。

利用微流控技術與延時顯微鏡相結合,，再加上計算機建模和其他技術,，該研究團隊發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)基因野生型細胞在衰老過程中表現(xiàn)出兩種表型變化。他們分別命名為“模式1”和“模式2”老化,。

核仁和線粒體結構的異常變化是許多生物體衰老的標志,，表明與年齡相關的器官功能障礙。

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

具體而言,，由長壽基因編碼的保守賴氨酸脫乙酰化酶（Sir2）通過介導rDNA沉默來維持rDNA的穩(wěn)定性,。為了追蹤rDNA的沉默,，研究人員使用了一個綠色熒光蛋白(GFP)的報告基因插入rDNA上轉錄間隔區(qū)(rDNA-GFP)。沉默會抑制報告基因的表達,，熒光增強表明沉默消失,。細胞在衰老早期表現(xiàn)出零星的沉默喪失。到了衰老后期,，模式1細胞經(jīng)歷了持續(xù)的沉默喪失,，但模式2細胞沒有，這與模式1細胞的核仁衰退一致,。煙酰胺（NAM）是一種Sir2抑制劑,，暴露在大多數(shù)細胞中可誘導其老化，這表明Sir2和rDNA沉默在驅動模式1老化中起作用,。

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