语音播报
蔡时青研究组利用秀丽线虫这一模式生物探讨个体之间衰老速度差异的遗传机制。秀丽隐杆线虫是一种可以独立生活的微小动物(成虫体长仅1毫米), 其遗传背景清楚、生活史短、行为清晰,是目前研究衰老的重要模式生物,许多重要的调控衰老的信号通路是在线虫中首先发现的。他们发现来自世界不同地区的野生线虫在雄性交配、进食和运动能力方面随衰老退化速度存在着显著差异。通过进一步研究,他们发现一个全新的神经肽(RGBA-1)及其受体(NPR-28)编码基因上存在单核苷酸多态性(SNP),这些遗传多态性导致了野生型线虫雄性交配等行为能力退化速度不同。
深入研究发现,该神经肽由胶质细胞释放,作用于5-羟色胺能和多巴胺能神经元上NPR-28受体,抑制了由蛋白去乙酰化酶SIR-2.1介导的线粒体应激反应,进而调控线虫衰老速度。野生型品系间存在的遗传多态性造成了RGBA-1神经肽分泌量或NPR-28受体活性不同,使得该信号通路的强度不同,最终导致线虫衰老速度差异。他们还对RGBA-1和NPR-28编码基因所在的基因组区域进行了群体遗传学和进化分析,确定了RGBA-1和NPR-28的祖先型等位基因(allele)形式,并且证明这两个基因所在的遗传区域可能在进化过程中受到了正向选择。
该工作首次揭示了个体之间衰老速度差异的遗传基础,发现一条新的信号通路调控动物衰老,阐明了神经肽介导的胶质细胞-神经元信号在衰老速度调控中的重要作用,是近年来衰老领域取得的重要突破。调控个体之间衰老速度差异的基因已经历了长期的进化选择,对生长和繁殖一般没有不良影响,有望成为抗衰老的潜在靶点。该工作为抗衰老研究提供一个全新视角,进一步解析个体之间衰老差异将有助于我们系统地理解健康衰老的调控机制。
拮抗基因多效性衰老理论(Antagonistic pleiotropy theory)认为进化选择的基因一般对物种的生长和繁育有利,而在生命后期往往促进衰老。而该研究发现进化选择的基因可以延缓衰老或者延长动物寿命,或者二者兼而有之。该工作还发现衰老的进化受新基因出现、自然选择以及不同遗传位点之间相互作用影响,为理解衰老进化提供了新认识。
该研究由博士后尹江安和博士研究生高革在蔡时青研究员的指导下完成,实验室研究助理刘喜娟、康心蕾和助理研究员李凯也发挥了重要作用。该研究得到澳门赌场-马普学会计算生物学伙伴研究所李海鹏研究组,澳门赌场生化所分子生物学平台,澳门赌场植生所公共技术服务中心的帮助。本课题获得澳门赌场和国家自然科学基金委员会项目资助。
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