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PNAS:衰老过程的罪魁祸首——转座子

日期: 2017-03-14
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       多年来,科学家们一直在研究遗传因素对衰老的贡献,但是成果甚少。

       在过去的十年中,科学家们已经开始认识到非编码序列在我们基因组中所起的重要生物作用。一种特别“狡猾”的非编码元件——高度重复的转座子,能将自己插入到我们基因组中任何可访问的部分,从而有可能对细胞功能产生显著的影响。现在,美国布朗大学的Stephen Helfand带领的一项研究,将转座子确定为衰老过程中的罪魁祸首,相关研究结果发表在《PNAS》杂志。

       随着我们年龄的增长,我们开始失去异染色质——基因表达受抑制的染色质区。这项研究的第一作者Jason Wood想知道,解开衰老秘密的关键,是否就存在于这些基因组区域。为了弄清这一点,他决定专注于:随着时间的推移,异染色质中的转座子发生了什么?

       虽然转座子研究历来依靠体外疾病模型,但是Wood转而采用了一种整个生物体的方法,集中于遗传学上高度易处理的果蝇。他修改了一种现有的报告系统,用分子荧光法可视化一个称为脂肪体的果蝇组织中的转座子。

       Wood说:“你不必杀死动物,并安装它的大脑。你只是麻醉它,在它活着的时候观察它,让你纵向地观察转座子,而不牺牲动物。把它放在试管里,让它变老,并且每隔五天对它进行评估。”

       为了收集关于“Drosophila转座子表达”的信息,Wood对来自大脑和脂肪体的样品进行了RNA测序。该团队发现,随着年龄的增加,转座子运动增多,并可能受到饮食限制的阻碍,饮食限制已知可减缓Drosophila衰老。

       接下来,Wood想从药理学上调节体内转座子介导的衰老机理。他用逆转录酶抑制剂拉米夫定(3TC)处理果蝇,这会抑制转座子,并观察到,随着年龄的增加,转座子运动下降。当他把3TC提供给过度表达转座子的突变果蝇时,它们明显比未经处理的果蝇更为长命。

       现在,Wood和他的团队决定剖析有什么机制发挥了作用。他说:“如果衰老过程的一部分没有这些转座子的沉默和激活,那么,抑制它对于防止衰老中的细胞损伤可能是有用的。”

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