一项新的研究发现了能够将寿命延长12%-35%的长寿基因。
发布时间:
2024-07-13
2024年6月4日,浙江大学与中国科学院分子植物科学卓越创新中心合作,在《自然衰老》杂志上发表了一篇题为“通过昆虫线粒体-核基因组的进化速率协变鉴定长寿基因”的研究论文。
线粒体是真核细胞中至关重要的细胞器,主要负责能量产生。随着生物体的衰老,包括人类,线粒体的功能往往会下降。鉴于线粒体与衰老、神经退行性疾病、代谢紊乱、心血管疾病和癌症之间存在密切联系,维持线粒体稳态至关重要。最近,旨在通过优化线粒体功能来延长寿命的研究受到了极大的关注。
线粒体的起源与真核细胞的形成密切相关。内共生理论认为,线粒体起源于被原始真核细胞吞噬但未被消化的古老α-变形菌,而是与宿主细胞形成了共生关系。经过漫长的进化时间,线粒体与细胞核之间建立了稳定的相互作用和合作。本研究从线粒体-核共进化角度出发,整合进化生物学、计算生物学、功能基因组学等多学科领域,系统探索远程调控线粒体进化的核基因。
研究人员通过分析公共数据库中的数据,收集了472种昆虫的核基因组和线粒体基因组。利用共进化算法,构建了线粒体基因组与核基因组之间的全局共进化图谱。对该图谱的详细分析揭示了75个核基因,尽管它们并不位于线粒体中,但与线粒体基因表现出显著的共进化模式。为了验证这75个共进化核基因的功能,研究人员选择了四个基因(CG13220、CG11837、Nop60B和CG11788),并在果蝇中进行了基因敲除实验。
CG11837基因不仅影响线粒体的形态,而且与动物的寿命呈显著正相关。CG11837基因活性降低显著缩短了所有研究动物的寿命,缩短幅度从25%到59%不等。为了进一步研究CG11837基因是否具有延长寿命的潜力,研究人员在果蝇和秀丽隐杆线虫中进行了基因过表达实验。结果表明,与对照组相比,这些动物的寿命显著延长,延长幅度从12%到35%不等。对人体离体细胞的实验表明,激活CG11837基因显著提高了抗衰老能力,提高幅度达30%。这一系列研究证实了CG11837基因在动物中具有广泛的长寿效应。
研究人员之一沈星星指出,CG11837基因的发现具有重要的理论意义和应用潜力。在农业方面,该基因可以成为控制害虫的新靶点;在人类健康方面,激活CG11837基因可能代表延长人类寿命的新策略。初步实验结果已证实该基因在增强细胞抗衰老能力方面的潜力。随着进一步的研究,更多基于CG11837基因的药物(包括RNA疫苗)和治疗方法可能会出现,为延长人类健康寿命和提高生活质量提供新的可能性。