由浙江大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心科學(xué)家組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，通過線粒體—細(xì)胞核協(xié)同演化研究，定位了新的長(zhǎng)壽基因。該研究對(duì)于延長(zhǎng)動(dòng)物（包括人）的壽命具有重要意義。相關(guān)成果日前發(fā)表于《自然—衰老》。
作為人體細(xì)胞內(nèi)的重要成員，線粒體主要負(fù)責(zé)細(xì)胞的能量供應(yīng)。其功能的衰退與衰老，同神經(jīng)退行性疾病、代謝性疾病以及腫瘤等多種疾病的發(fā)生緊密相關(guān)。近年來，通過優(yōu)化線粒體功能延長(zhǎng)壽命的研究引起廣泛關(guān)注。
“根據(jù)內(nèi)共生理論，線粒體源自一種古老的α-變形菌——這種細(xì)菌被一個(gè)原始的真核細(xì)胞吞噬，但并未被消化，而是與宿主細(xì)胞形成共生關(guān)系。”論文第一作者、浙江大學(xué)博士生陶妹解釋，“所以，線粒體內(nèi)部至今仍然保存著屬于自己的DNA。但同時(shí)，線粒體也受到細(xì)胞核內(nèi)DNA的調(diào)控，使得線粒體與細(xì)胞核之間建立了相互交流和協(xié)作的穩(wěn)定關(guān)系——共同演化，即發(fā)生著協(xié)同演化。”
“以往的研究大多集中在線粒體本身，較少關(guān)注與線粒體長(zhǎng)期共同演化的細(xì)胞核。”論文通訊作者、浙江大學(xué)研究員沈星星介紹，“我們從線粒體與細(xì)胞核協(xié)同演化的視角出發(fā)，結(jié)合演化生物學(xué)、功能基因組學(xué)等多個(gè)交叉學(xué)科，系統(tǒng)性地對(duì)‘遠(yuǎn)程’操控線粒體演化的核基因進(jìn)行了挖掘。”
研究確認(rèn)了75個(gè)與線粒體基因展現(xiàn)出顯著協(xié)同演化的核基因。根據(jù)基因之間的相互作用關(guān)系，研究團(tuán)隊(duì)挑選其中4個(gè)基因（CG13220、CG11837、Nop60B和CG11788）在果蠅體內(nèi)進(jìn)行基因活性降低的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，這4個(gè)基因的活性降低均導(dǎo)致線粒體形態(tài)的異常。“其中CG11837基因不僅影響線粒體形態(tài)，其活力還與動(dòng)物的壽命長(zhǎng)短存在顯著正相關(guān)性。這促使我們思考：改變CG11837基因的活力，是否會(huì)影響動(dòng)物的壽命？”沈星星表示。
研究人員首先在動(dòng)物中進(jìn)行基因敲降實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，在所有研究的6種不同動(dòng)物中，降低該基因的活力均顯著縮短動(dòng)物的壽命，幅度在25%至59%之間。隨后，研究人員又在果蠅和線蟲中進(jìn)行該基因的過表達(dá)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，上述兩種動(dòng)物的壽命均顯著延長(zhǎng)，延長(zhǎng)幅度達(dá)到12%至35%。而對(duì)人類離體細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)研究則發(fā)現(xiàn)，激活該基因，能夠顯著提升抗衰老能力，效果提升30%。
“該基因在動(dòng)物中具有廣泛而顯著的長(zhǎng)壽效應(yīng)，初步證實(shí)它在抗衰老能力方面的潛力。”沈星星說，“我們有望通過干擾該基因，縮短農(nóng)業(yè)害蟲和病原蟲媒的壽命，同時(shí)探討基于該基因的藥物和治療方法，為延長(zhǎng)人類健康壽命和提高生活質(zhì)量提供新的可能。”（記者 張蕾）
責(zé)任編輯：邢敏
