Nature新文章探究衰老的原因
日期:2016-01-28 09:20:06
哈佛醫(yī)學(xué)院系統(tǒng)生物學(xué)教授Walter Fontana實驗室的研究人員,在調(diào)查各種遺傳和環(huán)境因素如何影響秀麗隱桿線蟲壽命時發(fā)現(xiàn)了一種驚人的統(tǒng)計規(guī)律。他們的研究結(jié)果表明,衰老并沒有單個獨立的分子原因,而是涉及一個復(fù)雜生物網(wǎng)絡(luò)中多個元件的一個系統(tǒng)的過程。擾亂這一系統(tǒng)中任何的節(jié)點,你都會影響整個事件。這項研究發(fā)表在1月27日《自然》(Nature)雜志上。
論文的第一作者Nicholas Stroustrup說:“隨著年齡的增長會發(fā)生許多重要的分子改變,將所有這些改變都稱作為‘衰老的原因’可能意義不大。”
為了在群體水平上研究壽命動態(tài),Stroustrup構(gòu)建了壽命機器(Lifespan Machine),這一設(shè)備包含從辦公用品商店購買的50個平板掃描儀。他對每個掃描儀進行了改裝,每小時記錄16個培養(yǎng)皿,總共有800個培養(yǎng)皿和3萬條線蟲。這些掃描儀以每英寸3200個點的分辨率捕獲圖像,這樣高的分辨率足以檢測8微米的移動(大約是平均一條線蟲12%的寬度)。
Stroustrup讓線蟲經(jīng)受溫度改變、氧化應(yīng)激、飲食變化和遺傳操控(例如改變胰島素生長信號)等各種干預(yù)。壽命機器記錄了在每種條件下線蟲死亡所需的時間。Stroustrup隨后匯總了數(shù)據(jù),生成了每種干預(yù)的壽命分布曲線并比較了結(jié)果。
分析結(jié)果顯示,在同一群體中各種干預(yù)似乎以同樣的方式影響了所有個體的壽命。無論研究人員以哪種遺傳過程或環(huán)境因素作為目標(biāo),都似乎以相同的程度馬上影響了所有的死亡分子機制。
Fontana說:“壽命是一個整體的生物體特性。在分子水平上實時研究它非常的困難。通過發(fā)現(xiàn)衰老終點的這種統(tǒng)計規(guī)律,我們了解到了決定終點的衰老過程的一些東西。”
Fontana說,最重要的是,這一規(guī)律表明在生物體的生理學(xué)中存在著深刻的相互依存關(guān)系,一個生理方面發(fā)生改變會影響決定壽命的所有其他生理方面。
研究人員認(rèn)為,他們的研究發(fā)現(xiàn)將影響科學(xué)家們研究甚至是定義人類及線蟲衰老的方式。研究人員現(xiàn)計劃更詳細(xì)地研究各種分子機制發(fā)揮作用產(chǎn)生廣泛統(tǒng)計規(guī)律的機制,并竭力確定一種機制發(fā)生改變是如何影響所有其他機制的。
不久前,來自普林斯頓大學(xué)的研究人員在成年線蟲神經(jīng)元中鑒別出了,對于年齡相關(guān)記憶認(rèn)知能力下降極為重要的一些基因。這一發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上的研究,有可能最終為開發(fā)出一些治療方法來延長壽命及增進老年人群的健康指明方向。
美國加州Buck衰老研究所的Judith Campisi教授在Cell子刊《Cell Metabolism》發(fā)表的一項研究中表示,研究人員需要拋掉“細(xì)胞衰老——現(xiàn)在被公認(rèn)為衰老的一個重要觸發(fā)因子,是源于基因毒應(yīng)激的一個單一表型”這一觀念。她實驗室的研究表明,細(xì)胞衰老——使細(xì)胞永久喪失分裂能力的一個過程,也可能是由來自于功能障礙線粒體的信號誘發(fā)的,阻滯的細(xì)胞在一個與有害自由基無關(guān)的過程中,分泌一種明顯不同的生物活性因子“混合物”。
蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和德國JenAge聯(lián)合會的科學(xué)家們則從來自三個不同生物的4萬個基因中“大海撈針”,發(fā)現(xiàn)了與生理老化相關(guān)的一些基因。如果你能影響其中的一個基因,就可以延長實驗室動物的健康壽命——甚至有可能延長人類的健康壽命。這一重要的研究工作發(fā)布在《自然通訊》(Nature Communications)雜志上。
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