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发布日期：2024-07-09 作者：开云
线粒体与衰老互相关注，最近几年来，经由过程优化线粒体功能“延年益寿”的研究十分热点。
但是，浙江年夜学结合中国科学院份子植物科学出色立异中间的科研团队却另辟门路，他们在虫豸核基因组中发现了与线粒体协同演变的基因，此中一个，不但能影响线粒体自己形态的发展，还可以或许显著耽误虫豸和线虫的寿命。相干功效近日颁发在《天然—衰老》。
“经由过程全球寿命基因数据库比对，我们发现该长命基因是国际上第8个具有普遍耽误动物寿命的新基因。”论文通信作者、浙江年夜学农业与生物手艺学院研究员沈星星说。
“长途”操控线粒体的核基因
线粒体首要负责细胞的能量供给，是我们细胞内的主要成员。跟着春秋的增加，线粒体功能常常会逐步阑珊。鉴在线粒体与衰老、神经退行性疾病、代谢性疾病、血汗管疾病和肿瘤等多种疾病的产生慎密相干，若何连结线粒体功能的稳态相当主要。
“线粒体是一种很开云体育app特殊的细胞器，按照内共心理论，线粒体源自一种古老的α-变形菌，这类细菌被一个原始的真核细胞吞噬，但并未被消化，而是与宿主细胞构成了共生关系”论文第一作者、浙江年夜学博士生陶妹说，“线粒体内部至今依然保留着属在本身的DNA，但同时，线粒体也遭到细胞核内DNA的调控。线粒体与细胞核之间成立的彼此交换和协作的不变关系，就叫协同演变。”
“我们可以把这类协同演变模式理解为，有两辆汽车以不异的速度并行行驶在道路上，彼此的速度转变慎密同步，一方的加快或减速会当即反应在另外一方上。”沈星星注释，“但以往科学家的眼光年夜多集中在线粒体自己，我们则是转换视角，将存眷点放在与线粒体协同演变的细胞核上。”
在是，研究团队综合了演变生物学、计较生物学、功能基因组学等多个交叉学科，系统性地发掘“长途”操控线粒体进化的核基因。
成果发现，有75个核基因与线粒体基因揭示出显著的协同演变模式，它们表示出了各类分歧的功能，包罗端粒保持、核糖体生物产生、线粒体功能和DNA修复，而这些功能都与生命衰老和疾病显著相干。
研究团队还遴选了此中四个核基因——CG13220, CG11837, Nop60B和CG11788，在果蝇体内进行了基因活性下降的尝试。成果显示，与对比组比拟，这四个基因的活性下降均致使了线粒体形态的异常。
“延年益寿”全新基因
沈星星打了一个例如，假如把生物体当作一台计较机，线粒体相当在电池，而细胞核就是CPU。“一台计较机的待机时候不但与电池容量巨细有关，也与CPU处置策略有关。”
研究人员提出了一个要害问题：改变这些核基因的活力是不是会影响动物的寿命？
让研究团队欣喜的是，他们在四个核基因中发现了一个特殊的存在——CG11837，不但可以或许影响线粒体形态，它的活力还与动物的寿命长短存在显著的正相干性。
为了寻觅靠得住证据，研究人员起首在六种分歧的动物中进行了CG11837基因敲降尝试，包括褐飞虱、果蝇、斯氏按蚊和娟秀隐杆线虫等。成果显示，在所有研究的动物中，下降CG11837基因的活力就会显著缩短它们的寿命，幅度在25%至59%之间。
敲降基因会缩短折命，反之，激活基因是不是可以耽误寿命？为此，研究人员又在果蝇和线虫中进行了该基因的过表达尝试。成果显示，这两种动物的寿命均显著耽误，幅度到达12%至35%。
这一发现促使研究人员思虑，该基因是不是也能耽误人类的寿命？在是，他们对人类离体细胞进行了尝试，发现激活CG11837基因可以或许晋升抗衰老能力30%。“这一系列研究证实了CG11837基因在动物中具有普遍的长命效应。”沈星星兴奋暗示。
对这项研究，《天然—衰老》三位匿名评审专家指出：该研究方式怪异且新奇，从线粒体基因组—核基因组之间的共进化角度动身，打破了传统思惟上的局限，发掘到功能很是守旧的新长命基因，对衰老研究范畴具有很是主要的科学价值和实践意义。
而在谈到该研究功效的利用前景时，除可以研发基在CG11837基因的药物和医治方式，来耽误人类健康寿命，首要从事虫豸份子生物学研究的沈星星还提到，在农业范畴，该基因可以成为节制害虫的新靶点，进而削减对化学农药的依靠，实现情况友爱的绿色防控；在公共卫生范畴，可以经由过程干扰该基因表达来缩短蚊虫等传布疾病前言的寿命，从而下降疟疾、登革热等流行症的传布风险，为蚊媒疾病防控和公共卫生平安供给新的解决方案。
相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s43587-024-00641-z
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敲低CG11837基因后，黑腹果蝇脂肪体中线粒体的形态变得异常，显现碎片化和堆积成簇的特点。图中蓝色为细胞核，绿色为多个线粒体，线粒体包抄构成的黑色孔为脂肪滴。沈星星课题组供图
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