人的壽命與我們單個(gè)細(xì)胞的老化有關(guān)。三年前,一組加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員破譯了衰老過(guò)程背后的基本機(jī)制。在確定細(xì)胞在衰老過(guò)程中遵循的兩個(gè)不同方向后,研究人員通過(guò)基因操作這些過(guò)程來(lái)延長(zhǎng)細(xì)胞的壽命。
正如 2023 年 4 月 28 日在《科學(xué)》雜志上所描述的那樣,他們現(xiàn)在已經(jīng)使用合成生物學(xué)擴(kuò)展了這項(xiàng)研究,以設(shè)計(jì)一種解決方案,防止細(xì)胞達(dá)到與衰老相關(guān)的正常退化水平。細(xì)胞,包括酵母、植物、動(dòng)物和人類的細(xì)胞,都包含負(fù)責(zé)許多生理功能(包括衰老)的基因調(diào)節(jié)回路。
“這些基因電路可以像我們的家用電路一樣運(yùn)行,控制電器和汽車等設(shè)備,”生物科學(xué)學(xué)院分子生物學(xué)系的南浩教授說(shuō),他是該研究的資深作者,也是加州大學(xué)圣地亞哥分校的聯(lián)合主任。合成生物學(xué)研究所。
然而,加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究小組發(fā)現(xiàn),在中央基因調(diào)控回路的控制下,細(xì)胞不一定以相同的方式衰老。想象一下,一輛汽車會(huì)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)老化或變速箱磨損而老化,但不會(huì)同時(shí)發(fā)生這兩種情況。加州大學(xué)圣地亞哥分校的團(tuán)隊(duì)設(shè)想了一種“智能衰老過(guò)程”,通過(guò)將退化從一種衰老機(jī)制循環(huán)到另一種來(lái)延長(zhǎng)細(xì)胞壽命。
在這項(xiàng)新研究中,研究人員通過(guò)基因重新連接了控制細(xì)胞衰老的電路。從它的正常作用(如撥動(dòng)開(kāi)關(guān))出發(fā),他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)負(fù)反饋回路來(lái)延緩衰老過(guò)程。重新布線的電路作為一種稱為基因振蕩器的類似時(shí)鐘的設(shè)備運(yùn)行,驅(qū)動(dòng)細(xì)胞在兩種有害的“老化”狀態(tài)之間周期性地切換,避免長(zhǎng)期處于任何一種狀態(tài),從而減緩細(xì)胞的退化。
這些進(jìn)步導(dǎo)致細(xì)胞壽命顯著延長(zhǎng),通過(guò)基因和化學(xué)干預(yù)創(chuàng)造了延長(zhǎng)壽命的新記錄。
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