衰老过程中基因协调的破坏预示着长寿的重大挑战

窦峰辰
导读 虽然所有人在衰老过程中都有类似的变化,如白发、皱纹、功能普遍下降,但衰老被认为是累积的随机损伤(如基因突变或DNA)导致的细胞研磨。尽

虽然所有人在衰老过程中都有类似的变化,如白发、皱纹、功能普遍下降,但衰老被认为是累积的随机损伤(如基因突变或DNA)导致的细胞研磨。尽管所有人在衰老过程中都有类似的变化,如白发、皱纹和功能的普遍下降,但衰老被认为是累积的随机损伤(如基因突变或DNA)导致的结构性损伤。

不同人之间,同一个人不同细胞之间积累的随机无序的伤害,最终是如何导致相同的结果的?有几种理论试图解决这个矛盾。它们对我们影响衰老过程的能力,从而使老年人活得更长、更好,具有重要意义。开发衰老治疗方法的潜力取决于对衰老基本过程的理解。

一种常见的方法是,人体内的大部分细胞在衰老过程中几乎没有受到损伤,只有少数“烂苹果”(少量无功能细胞)受到严重损伤。因此,潜在的老化治疗可能涉及去除这些高度受损的细胞。

大约15年前,Jan Vijg教授提出了另一种方法。他认为,衰老过程中生物组织的正常功能可能会下降,因为许多细胞失去了严格调控基因的能力。根据维吉尔的理论,一方面不存在单一的无功能细胞(或腐烂的苹果),但另一方面,没有一个苹果是“新鲜的”。直到现在,维贾伊理论的证据还没有完全提出来。

在今天发表在《自然新陈代谢》期刊上的一项研究中,以色列Baylan大学的研究人员报告了支持Vig理论的第一个证据。利用物理学中的一种新方法,他们开发了一种计算方法,可以量化不同基因之间的协调水平。通过这种方法,他们测量了单个细胞的基因活性,并将老年和年轻受试者的细胞进行了比较,发现了一个前所未有的现象:与年轻细胞相比,老年细胞失去了显著的协调性。

为了测试这一现象的一致性,他们分析了从全球六个不同实验室的20多个实验中收集的数据。在所有情况下,他们发现不同生物体之间的协调水平在衰老过程中下降:人类、小鼠和果蝇,以及不同细胞类型之间的协调水平:脑细胞、造血干细胞、胰腺细胞等。

“在生物学中,由于设备和实验装置的高灵敏度,很难在不同类型的细胞、组织、实验和生物中获得一致的结果,”该研究小组的奥尔利维博士说,他是这项研究的主要作者。巴尔-伊兰大学物理系阿米尔巴山。“我们的方法在20多个数据集中发现了相同的模式。发现基因协调的证据是了不起的,但更了不起的是,这种协调性随着年龄的增长而急剧下降,”巴山团队的盖伊阿米特补充道。巴山和他的团队与巴尔-伊兰大学的海姆科恩教授和索尔埃夫罗尼教授、哈佛医学院的杨教授和彼得卡斯塔德利教授合作开展了这项研究。

研究人员还观察到,随着损伤程度的增加,组织的协调性下降,这表明损伤程度的增加与协调性的破坏有直接联系。这些发现支持了这样的理论:在衰老过程中,累积的随机损伤会影响调节机制,破坏基因的协调能力(导致组织功能的普遍下降),就像音乐家之间没有适当协调的管弦乐队会破坏交响乐一样。

这项研究最终证明了衰老、基因调控和体细胞损伤之间的长期推测关系。该结果为实际研究开辟了一条新的途径。如果基因之间的相同程度的协调确实是衰老的主要原因,那么可能有必要改变目前开发衰老治疗方法的过程。

标签:

免责声明:本文由用户上传,如有侵权请联系删除!