科学家发现机体衰老的两种途径并为有效促进机体长寿提供了新见解

日前,一项刊登在国际杂志Science上题为“A programmable fate decision landscape underlies single-cell aging in yeast”的研究报告中,来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究解开了机体衰老之谜背后的关键机制,文章中,研究人员发现了在衰老过程细胞游历的两种不同路径,同时设计出了一种新方法来对这些过程进行遗传编程从而延长机体的寿命。

图片来源:Hao Lab,UC San Diego

我们人类的寿命是由机体细胞的衰老所决定的,为了理解是否不同的细胞是否会以相同的速度和相同的原因老化,研究人员对酿酒酵母的老化进行了研究,酿酒酵母是一种用于研究衰老(包括皮肤和干细胞的衰老途径)机制的可操控的模型。研究者发现,携带相同遗传物质并处于相同环境中中的细胞会以截然不同的方式来衰老,而其命运也会通过不同的分子和细胞轨迹进行展开,利用微流体、计算机模型和其它技术进行研究后,研究者发现,大约一半的细胞会随着细胞核核仁的稳定性下降而衰老,核仁是细胞核DNA的一个特殊区域,在其中会合成产生蛋白质工厂的关键组分,相比之下,另外一半的细胞老化则是由于线粒体的功能障碍所致。

在机体生命早期,细胞便踏上了核仁或线粒体的途径,并能在整个生命周期中通过衰老和死亡来遵循这一机体衰老的途径,在控制中心中,研究人员发现了一种引导这些衰老过程的主要回路,研究者Nan Hao说道,为了理解细胞是如何做出决定的,研究人员识别出了机体每种衰老途径背后的分子过程以及这些衰老途径之间的关联,最终揭示了一种控制细胞衰老的分子回路,这就类似于控制家用电器的电路一样。

随后研究人员通过联合研究开发出了一种新的衰老景观模型,这样他们就能操控并最终优化这种老化模型,计算机模拟技术则能够帮助研究者通过修复DNA的方式来重编程主要的分子回路,并能开发出一种以显著延长机体寿命为主要特征的老化途径。本文研究中,研究人员提出了合理设计基因或基于化学的疗法来重编程人类细胞衰老的可能性,其目标在于选择性地减缓人类的衰老并延长人类的寿命。

未来研究人员将会在更为复杂的细胞和有机体中对这种新型模型进行检测,并最终在人类细胞中寻找类似的衰老途径,研究者计划测试化学技术并评估如何将疗法与药物混合制剂相结合来引导机体长寿的途径。最后研究者表示,本文研究成果得益于强大的跨学科团队研究人员的不断努力,研究人员不仅进行了建模,还进行了相关实验来确定所构建模型的正确与否,而这些重复性的过程对于目前以及后期研究者的深入研究也是非常重要的。

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