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长寿的分子秘密:科学家发现“寿命极限线”

2006-03-15 09:51 Ádám Sturm, Tibor Ve International Journal of Molec 阅读 0
核心摘要: 匈牙利厄特沃什·罗兰大学的科学家在衰老研究中取得重大突破,发现线粒体DNA中的N6-甲基腺嘌呤(6mA)修饰随年龄增长逐渐积累,形成一种“线粒体表观遗传时钟”。该时钟在不同寿命的物种中速率不同,长寿线虫突变体积累6mA的速度减半。研究还揭示了负责添加和去除6mA的酶途径,为理解衰老机制和开发抗衰老干预措施提供了新方向。

基于他们在表观遗传学和衰老相关转座子方面的开创性研究,匈牙利厄特沃什·罗兰大学的科学家在揭示衰老的分子机制方面取得了重大突破。

厄特沃什·罗兰大学的Ádám Sturm博士和Tibor Vellai博士在衰老研究中再次取得重大进展,扩展了他们关于衰老表观遗传学和转座子的开创性工作。这些新发现加深了我们对衰老背后分子机制的理解。

他们最新的研究发表在《国际分子科学杂志》上,揭示了线粒体DNA中的一种新型表观遗传机制,这可能彻底改变我们研究衰老和诊断的方法。

在他们之前的里程碑式文章中,Sturm博士和Vellai博士确立了转座子在衰老过程中的关键作用。他们当前的研究扩展了这一基础,揭示了细胞衰老中一个新的复杂性层面。

线粒体表观遗传时钟的发现

研究团队发现,一种以前隐藏的DNA修饰——N6-甲基腺嘌呤,随着生物体的衰老,在线粒体DNA中逐渐积累。这种现象在多个物种中观察到,包括线虫、果蝇和狗,表明在所有动物物种的衰老过程中存在一个演化上保守的机制。

“我们发现了一种可以描述为‘线粒体表观遗传时钟’的东西,”Sturm博士解释说。“这个时钟根据生物体的寿命以不同的速率滴答作响,为衰老如何在细胞水平上调节提供了新的视角。看到这与我们早期关于转座子和基因组稳定性的工作联系起来,真是令人着迷。”

为了解决早期关于动物基因组中隐藏的6mA修饰标记存在的争议,该团队开发了一种新的、可靠的基于PCR的方法来检测这些修饰。这种技术可以准确、序列特异性地测量线粒体DNA中的6mA水平,克服了先前方法的局限性。

将6mA积累与长寿联系起来

该研究的一个关键发现是,长寿的线虫突变体(其寿命是野生型蠕虫的两倍)积累6mA的速度是其正常对照的一半。这一观察结果强烈地将6mA积累的速率与衰老过程和寿命调节联系起来, reminiscent 了团队早期关于转座子活性和长寿的发现。

该研究还阐明了负责在线粒体DNA中添加和去除6mA修饰的酶途径。令人惊讶的是,这些似乎与参与核DNA甲基化的酶相同,表明不同细胞区室之间存在协调的表观遗传调节。

Vellai博士强调了这一发现的潜在意义:“我们的发现为理解并可能干预衰老过程开辟了新途径。与现有方法相比,线粒体DNA中的这种表观遗传时钟可以作为测量生物年龄的更易获得且成本更低的方法。当我们结合我们先前关于转座子的见解时,我们对衰老过程有了更全面的了解。”

这项研究为未来研究环境因素、生活方式选择和潜在干预措施如何影响线粒体DNA中6mA积累的速率和转座子活性铺平了道路。理解这些表观遗传变化可能导致促进更健康衰老和可能延长健康寿命的新策略。

参考原文: Ádám Sturm, et al. “N6-Methyladenine Progressively Accumulates in Mitochondrial DNA during Aging”. International Journal of Molecular Sciences. 2 October 2023. DOI: 10.3390/ijms241914858.

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