北京大学研究成果显示寿命或是可以预测的
不同的基因背景可影响线虫的平均寿命长短,如daf-2(胰岛素受体)突变线虫平均寿命为39天,而hsf-1(热休克蛋白转录因子)突变线虫仅为15天。通过在29个不同遗传背景中进行系统研究,作者揭示了3日龄超氧炫频率与平均寿命呈负相关,非线性回归分析得出59%的寿命变化可以用超氧炫来预测。除了遗传背景差异,寿命也受到环境因素的影响。在26种不同环境条件下(如限食、热休克、高糖饲喂等),超氧炫的频率可以预测70%的寿命变化。即使对于同一遗传背景、同一环境条件中的群体,它们的个体寿命受随机因素影响而变化,3日龄秀丽线虫超氧炫频率依然保持与个体寿命负相关的规律,而9日龄超氧炫频率与个体寿命则没有相关性。进一步实验还解释了在daf-2突变虫株中,通过线粒体超氧炫指征的线粒体功能状态反映其寿命长短的机制。

线粒体超氧炫“数字钟”与衰老生物钟的关系模型
超氧炫作为线粒体机能状态参量可以预测寿命长短变化,尤其是生命早期、机体功能最旺盛时的线粒体机能状态与寿命呈负相关,这是一个出人意料的发现。从生命早期超氧炫“数字钟”的节拍就能推测其衰老生物钟快慢的实验结果,支持了广义的线粒体衰老学说,即线粒体是遗传、环境和随机因素调控衰老的一个共同节点。与此同时,该发现还为程序化衰老学说(programmed theories of aging)提供了迄今为止最有说服力的实验证据。
用超氧炫“数字钟”来一窥衰老的奥秘有望开启新的研究方向。目前,线虫上得到的结论是否可以推广到高等动物,以及如何阐释相关性规律背后的生物学机制等,尚有待进一步研究。
论文共同第一作者为申恩志、宋春青(北京生命科学研究所,中国农业大学学籍博士研究生)和林渊(北京大学),通讯作者为董梦秋(北京生命科学研究所)和程和平(北京大学)。该项研究得到973及国家自然科学基金多个项目的支持。
论文链接:http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature13012.html
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