延長(zhǎng)酵母細(xì)胞壽命的蛋白質(zhì)
理解和控制衰老是許多科學(xué)家的愿望。巴塞爾大學(xué)Biozentrum的研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)Gcn4可以減少蛋白質(zhì)合成并延長(zhǎng)酵母細(xì)胞的壽命。了解個(gè)體基因如何影響壽命,開(kāi)辟了控制衰老過(guò)程和衰老相關(guān)疾病發(fā)生的新方法。這項(xiàng)研究的結(jié)果最近發(fā)表在Nature Communications上。
大約一百年來(lái),已知營(yíng)養(yǎng)限制和中度壓力可以顯著延長(zhǎng)壽命。由巴塞爾大學(xué)Biozentrum的Mihaela Zavolan教授和Anne Spang教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)錄因子Gcn4是一種調(diào)節(jié)許多基因表達(dá)的蛋白質(zhì),它延長(zhǎng)了面包酵母釀酒酵母的壽命。。在各種壓力情況下,細(xì)胞刺激Gcn4的產(chǎn)生,這導(dǎo)致新蛋白質(zhì)的生物合成減少和酵母壽命延長(zhǎng)。
轉(zhuǎn)錄因子抑制蛋白質(zhì)合成
人們?cè)缇椭?,蛋白質(zhì)合成 - 也稱為翻譯 - 在衰老中起著重要作用。例如通過(guò)減少營(yíng)養(yǎng)攝入引起的蛋白質(zhì)合成的抑制可以對(duì)酵母,蒼蠅,蠕蟲(chóng)或魚等多種生物的預(yù)期壽命產(chǎn)生積極影響。減少核糖體(細(xì)胞的蛋白質(zhì)工廠)也可以顯著延長(zhǎng)酵母細(xì)胞的壽命。
這些細(xì)胞應(yīng)激的共同點(diǎn)是它們激活了Gcn4的產(chǎn)生。然而,這種蛋白質(zhì)如何促進(jìn)長(zhǎng)壽仍然不清楚。
在他們的研究中,與Zavolan合作的團(tuán)隊(duì)將酵母細(xì)胞暴露于不同的應(yīng)激條件下,測(cè)量它們的壽命,蛋白質(zhì)合成率和Gcn4表達(dá)。“我們觀察到Gcn4蛋白的水平與酵母細(xì)胞的壽命呈正相關(guān),”計(jì)算和系統(tǒng)生物學(xué)教授Mihaela Zavolan說(shuō)。
“但是,我們想了解原因。我們現(xiàn)在首次證明,Gcn4對(duì)細(xì)胞蛋白質(zhì)合成具有重要作用的基因的轉(zhuǎn)錄抑制似乎可以解釋其壽命延長(zhǎng)效應(yīng)。由于翻譯機(jī)制的限制,新蛋白質(zhì)的能源密集型生產(chǎn)整體受到抑制。“ 從酵母細(xì)胞的角度來(lái)看,這是一個(gè)優(yōu)勢(shì):這使他們比平常壽命長(zhǎng)40%。
轉(zhuǎn)錄因子Gcn4在包括哺乳動(dòng)物在內(nèi)的50多種不同生物中是保守的,并且它們也可能在這些生物的衰老中起重要作用。Zavolan小組現(xiàn)在將研究哺乳動(dòng)物同源物是否同樣通過(guò)調(diào)節(jié)蛋白質(zhì) 合成基因來(lái)響應(yīng)營(yíng)養(yǎng)和壓力來(lái)減緩衰老并延長(zhǎng)壽命。
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