最长寿命的遗传技巧

2021-06-04 00:50:48

对于我们大多数人来说,生活得多,即将到来,生物医学研究人员的努力,找到延迟老化过程并延长地球上的逗留方法。但是,在老龄化科学的核心中有一个悖论:绝大多数研究侧重于果蝇,线虫蠕虫和实验室老鼠,因为它们很容易与之合作,并且可以使用许多遗传工具。然而,遗传学家首先选择这些物种的主要原因是因为它们有短暂的寿命。实际上,我们一直从游戏中最不成功的生物中学习寿命。

今天,少数研究人员正在采取不同的方法,并研究异常的长寿生物 - 对于任何进化的原因,都以比其他生物更长的寿命更加兴奋。希望通过探索和理解赋予长寿的基因和生化途径,研究人员可能最终揭示了可以扩展我们自己的寿命的技巧。

每个人都粗略地了解了老化,只是在经历它,因为它发生在自己和他人身上。我们的皮肤凹陷,我们的头发变得灰色,关节加强和吱吱作响 - 所有迹象表明我们的组件 - 即蛋白质和其他生物分子 - 不是他们过去的那样。因此,我们更容易发生癌症,阿尔茨海默氏症和糖尿病等慢性疾病 - 以及我们所达到的年龄越大,我们每年都会越有可能。 “你活着,生活,你会产生像分子损伤等负面后果。这种伤害随着时间的推移积累,“Vadim Gladyshev说,哈佛医学院老龄化。 “实质上,这是老龄化。”

某些物种比其他物种更快地发生,但最清晰的模式是更大的动物倾向于比较小的动物更长的生活。但即使在核算大小之后,仍然存在巨大差异。一只房子鼠标只有两三年,而裸体鼹鼠大鼠,一个类似尺寸的啮齿动物,生活超过35岁的弓首鲸是巨大的 - 第二大生活哺乳动物 - 但他们的200年的寿命至少是什么你期待他们的规模。人类也是异常值:我们只有我们最亲近的黑猩猩的两倍。

也许最卓越的动物筛选是蝙蝠中的。 Myotis Brandtii的一个人,一个小蝙蝠大约是鼠标的大小,被重新夺回,仍然是HALE和丰盛,初始扎带41年。在大学都柏林的蝙蝠进化生物学家艾玛图宁说,在野外的动物尤其是野外的动物特别令人惊讶的是,在大学学院都柏林,他在2018年对动物生物科学的年度审查中学习老龄化时探讨了蝙蝠在学习衰老中的审查。 “它相当于大约240至280年的人类,几乎没有老化的迹象,”她说。 “所以蝙蝠是非凡的。问题是,为什么?“

实际上有两种方法可以考虑Teeling的问题。第一:一些物种已经长期存在的进化原因是什么,而其他人没有?而且,第二:允许他们这样做的遗传和代谢技巧是什么?

至少在广泛的笔触中,第一个问题的答案正在变得相当明确。物种应该陷入预防或修复生活损害的能量数取决于个人在足够长时间存活的可能性,以便从所有细胞维护中受益。 “你想投入足够的人,身体不会太快地分开,但你不想过度投资,”英国纽卡斯尔大学的生物学家汤姆柯克伍德说。 “只要你有一个体面的统计概率才能生存,你就想要一个有很好的机会留下了良好的机会。”

这意味着像鼠标这样的小刺耳的啮齿动物通过投资在维护中的投资几乎没有获得,因为它可能最终在几个月内作为捕食者的午餐。低投资意味着它应该变得更快。相比之下,鲸鱼和大象等物种易受捕获或其他随机冲程的命运,并且可能在足够长的时间存活以获得更好维持的蜂窝机械的益处。 Kirkwood说,鸟类和蝙蝠等群体(如鸟类和蝙蝠)逃避敌人的群体这同样适用于裸体鼹鼠,它在地下洞中生活在捕食者的地下洞中。

但是,研究人员最迫切想回答的问题是第二个:长期物种如何设法延迟老化?在这里,答案的轮廓也开始出现,因为研究人员比较寿命不同的物种。长寿的物种,他们发现,积累的分子损伤比较短的寿命更慢。例如,裸摩尔大鼠具有异常精确的核糖体,负责组装蛋白质的细胞结构。根据Rochester大学的生物学家Vera Gorbunova的一项研究,它仅仅是正常核糖体的误差。它不仅仅是鼹鼠大鼠:在一个随访的研究中,比较了17种啮齿动物种类的不同长寿,Gorbunova的团队发现,一般来说,长寿的物种往往具有更准确的核糖体。

谷殖民科州罗瑟勒缓冲剂(Calico)的比较植物学家的研究,裸摩尔大鼠的蛋白质也比其他哺乳动物的蛋白质更稳定。该物种的细胞具有更大数量的一类称为伴侣的分子,帮助蛋白质折叠得当。它们还具有更大的剧烈蛋白质,结构缺陷蛋白质。当面对氧化应激,可损害蛋白质和其他生物分子的反应化学品时,这些蛋白质变得更加活跃;相反,小鼠的蛋白酶体变得较低,从而使受损的蛋白质积聚并损害细胞的工作。

DNA也似乎在更长寿命的哺乳动物中保持更好。当Gorbunova的团队比较了18种啮齿动物在其DNA分子中修复了特定类型的损伤(称为双链休息)的效率时,它们发现具有更长的寿命,例如裸体摩尔大鼠和海狸的物种,优于较短的寿命小鼠和仓鼠等种类。差异很大程度上是由于众所周知的基因的更强大的基因,这已知已知在小鼠中影响寿命。