保持细胞核仁紧凑可能是抗衰老的关键。 据Weill Cornell Medical College的研究人员称,细胞青春的秘密可能在于保持细胞核内的核仁结构紧凑。 这项研究在酵母中进行了详细阐述,酵母是一种著名的制作面包和啤酒的模式生物,但在细胞水准上与人类惊人地相似。 该研究于11月25日发表在《Nature Aging》上,可能引领新的长寿治疗方法,从而延长人类寿命。 它还建立了一个死亡计时器,揭示了细胞何时会死亡。
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随着年龄的增长,人们更容易患上癌症、心血管疾病和神经退行性疾病等健康情况。 “衰老是这些疾病的最大风险因素,”Weill Cornell Medicine病理学和实验室医学教授Jessica Tyler博士说,“与其分别治疗每种疾病,更好的方法是开发一种药物或补充剂,通过预防导致这些疾病的潜在分子缺陷来延缓疾病的发生。 ”
核仁可能掌握着关键。 细胞核内含有细胞的染色体和核仁,后者是核糖体DNA(rDNA)的所在地。 核仁隔离了编码核糖体RNA部分的rDNA,核糖体是蛋白质合成的机器。 由于其重复性质,rDNA是基因组中最脆弱的部分之一,受损后更难以维持和修复。 如果rDNA的损伤未能准确修复,可能导致染色体重排和细胞死亡。
从酵母到线虫再到人类,核仁在衰老过程中都会扩大。 相反,像限制热量摄入这样的抗衰老策略会导致核仁变小。 限制热量摄入会产生许多不同的效果,没有人知道它是如何延长寿命的,“Tyler博士说。 Tyler博士和博士后研究员J. Ignacio Gutierrez博士(本文第一作者)怀疑,保持核仁较小可以延缓衰老。 为了验证这一想法,他们设计了一种人工方法,将酵母细胞核膜周围的rDNA固定起来,以便控制其固定和不固定的时间。
“我们系统的优势在于,我们可以将核仁大小与其他抗衰老策略的影响隔离开来,”Gutierrez博士说。 研究人员发现,固定核仁足以使其保持紧凑,小核仁延缓衰老的程度与限制热量摄入相当。
有趣的是,核仁在整个生命周期
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在衰老过程中,DNA会积累损伤,其中一些对细胞可能是毁灭性的。 在测试中,研究团队发现大核仁的rDNA比小核仁的rDNA更不稳定。 此外,当结构较大时,通常被排除在核仁之外的蛋白质和其他因数不再被阻挡在外。 就好像核仁变得渗漏,让进入的分子对脆弱的rDNA造成破坏。 “浓缩物的整个目的是分离生物反应以说明其高效进行,但现在当有其他蛋白质进入核仁时,会导致基因组不稳定,从而触发寿命的终结,”Tyler博士说。 这些蛋白质可能会引发灾难性的问题,如染色体重排的累积。
接下来,研究人员计划在人类干细胞中研究核仁对衰老的影响。 干细胞具有特殊性,因为它们有潜力替代其他细胞类型。 但最终,干细胞会停止分裂,因此研究人员希望利用该项目获得的知识使它们持续更长时间。 “我很兴奋我们能够将核仁结构与修复过程联系起来,这种联系可以从酵母到人类都得以保留,”Gutierrez博士说。








