《Nature》一次研究5种动物，揭示逆转衰老新靶点

　　根据4月12日发表在《Nature》杂志上的一项研究，衰老似乎以同样的方式影响着五种截然不同的生命——人类、果蝇、大鼠、小鼠和线虫——的细胞过程。这一发现有助于解释是什么导致了衰老，并为如何逆转衰老提供了建议。

　　

         

RNA聚合酶(蓝色)将DNA(紫色)展开，将其作为模板生成一股信使RNA(红色)。在衰老细胞中，这一过程会加速。

根据4月12日发表在《Nature》杂志上的一项研究，衰老似乎以同样的方式影响着五种截然不同的生命——人类、果蝇、大鼠、小鼠和线虫——的细胞过程。这一发现有助于解释是什么导致了衰老，并为如何逆转衰老提供了建议。

随着动物年龄的增长，细胞内的各种分子过程变得不那么可靠——基因突变变得更加频繁，染色体的末端断裂，使它们变短。德国科隆大学的计算生物学家Andreas Beyer说，许多研究已经探索了衰老对基因表达的影响，但很少研究它如何影响转录——遗传信息从蓝图DNA链复制到RNA分子的过程。

粗心的复制

为了找到答案，Beyer和他的同事分析了五种生物的全基因组转录变化:线虫、果蝇、小鼠、大鼠和人类，在不同的成年年龄。研究人员测量了衰老如何改变驱动转录的酶——RNA聚合酶II (Pol II)——在复制RNA时沿着DNA链移动的速度。他们发现，平均而言，Pol II随着年龄的增长变得更快，但在所有五组中都不那么精确，更容易出错。Beyer说:“我们发现读数和参考基因组之间有更多的不匹配。”

先前的研究表明，限制饮食和抑制胰岛素信号可以延缓许多动物的衰老和延长寿命，因此研究人员随后调查了这些措施是否对Pol II的速度有任何影响。在携带胰岛素信号基因突变的线虫、小鼠和果蝇中，Pol II的移动速度较慢。在低卡路里饮食的小鼠体内，这种酶的传播速度也更慢。

但最终的问题是，Pol II速度的变化是否会影响寿命。Beyer和他的团队追踪了携带突变的果蝇和线虫的生存，这些突变可以减缓Pol II的速度。这些动物的寿命比没有突变的同类长10%到20%。当研究人员使用基因编辑来逆转线虫的突变时，动物的寿命缩短了。Beyer说:“这确实建立了因果关系。”

加快步伐

研究人员想知道Pol II的加速是否可以用DNA在细胞内包装的结构变化来解释。为了尽量减少它们所占的空间，大量的遗传信息紧密地缠绕在称为组蛋白的蛋白质周围，形成称为核小体的束。通过分析人类肺细胞和脐静脉细胞，研究人员发现衰老细胞含有更少的核小体，为Pol II更快地传播铺平了道路。当研究小组提高细胞中组蛋白的表达时，Pol II以较慢的速度移动。在果蝇中，组蛋白水平的升高似乎延长了它们的寿命。

澳大利亚新南威尔士大学悉尼分校的生物化学家Lindsay Wu说:“这为理解我们如何衰老以及为什么衰老开辟了一个真正基本的新领域。”

英国格拉斯哥大学研究哺乳动物衰老的Colin Selman说，这项研究是一项“非常令人兴奋的工作”，它证明了衰老机制在远亲物种之间是如何一致的。这也为探索Pol II如何成为延缓衰老过程药物的靶点打开了大门。Pol II转录过程的改变与许多疾病有关，包括各种类型的癌症，并且已经开发了一系列针对Pol II和促进它的分子的药物。

“可能有机会有效地重新利用这些药物来研究它们对衰老的影响。”