在廣泛的物種中 長壽蛋白會影響幾十個相同的基因
無論一個生物是蠕蟲,蒼蠅,老鼠還是人類,死亡都不可避免地等待著。這些生物不僅有共同的命運,而且根據(jù)一項新的研究,他們可能會分享一些具體的死亡機制。研究人員發(fā)現(xiàn),在所有四個物種中,有46個基因受同一系列“FOXO”蛋白調(diào)控,這些蛋白已知在衰老和長壽中起重要作用。“我們首次確定了在進化過程中保守的直接FOXO目標集,”由布朗大學(xué)分子生物學(xué),細胞生物學(xué)和生物化學(xué)助理教授Ashley Webb領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家們寫道。該研究發(fā)表在Aging Cell雜志上。
46個基因共同靶向廣泛的物種 - 那些在整個進化過程中“保守”的物種 - 在新陳代謝,DNA修復(fù)和其他重要過程中發(fā)揮作用。先前的研究已經(jīng)表明,或者至少表明,F(xiàn)OXO基因的操作和突變可以延長或縮短每個生物體的壽命,即使有些生物在大約5億年前的生命樹上相互分離。
在特定細胞或整個組織中,F(xiàn)OXO影響個體生物中的更多基因,而不是在所有四個物種中共同發(fā)現(xiàn)的46個基因。因此,這項新研究的一個關(guān)鍵目標是確定哪些基因在衰老和長壽方面可能最重要。“有幾項研究已經(jīng)發(fā)表,報道了成千上萬的FOXO目標,”韋伯說。“這些研究給我們留下了一個懸而未決的大問題:FOXO在衰老和細胞穩(wěn)態(tài)中的關(guān)鍵影響因素中的哪一個?需要多年才能逐一測試每個目標,因此我們詢問哪些目標已被保存通過進化,推斷最重要的目標將是高度保守的。
“這項研究確定了已知為FOXO目標的基因,這是令人放心的,”韋伯說。“但我們也很興奮,因為我們發(fā)現(xiàn)了一些以前沒有發(fā)現(xiàn)的新靶標,并且在所有檢測的物種中都是保守的。”通過揭示FOXO蛋白質(zhì)影響物種的數(shù)十個已知和以前未知的基因目標,Webb與斯坦福大學(xué)的Anshul Kundaje和Anne Brunet進行的這項研究為衰老領(lǐng)域的生物學(xué)可能更接近地提供了新的指導(dǎo)。
該數(shù)據(jù)還可以幫助研究人員發(fā)展關(guān)于人類FOXO的假設(shè),因為他們與更容易研究的生物有共同之處。“基于我們在小鼠中的發(fā)現(xiàn),我們認為FOXO可能在人體內(nèi)具有組織特異性靶標,這表明調(diào)節(jié)FOXO的活性會對不同組織產(chǎn)生非常不同的影響,”韋伯說。“這很重要,因為它表明影響壽命的干預(yù)措施會對不同的組織產(chǎn)生不同的影響。”
最終,開發(fā)利用FOXO蛋白知識積極影響人類健康和長壽的方法是一個關(guān)鍵目標,韋伯說。“我們必須了解衰老的中樞調(diào)節(jié)因子在正常情況下是如何發(fā)揮作用的,以及在衰老或壓力條件下其功能在多大程度上發(fā)生改變,導(dǎo)致組織惡化,”韋伯說。“換句話說,如果我們想要增強老年人的組織功能,我們首先需要知道正常健康細胞如何發(fā)揮作用,以及為什么它隨著年齡而變得功能失調(diào)。”
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