Trends Genetics: 研究揭示衰老的秘密

來源：生物谷作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2020-09-09 10:13:00【大中小】

是什么決定了小鼠，鱷魚，狗或人的壽命？喬治亞大學(xué)的一組科學(xué)家認(rèn)為，他們對這個(gè)古老的問題有了新的見解。

生態(tài)學(xué)院和薩凡納河生態(tài)實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)Emily Bertucci和Benjamin B. Parrott提出了一個(gè)強(qiáng)有力的案例，說明其機(jī)理在于基因組與表觀基因組的交集。

揭示衰老的秘密

博士研究生Bertucci和助理教授Parrott以最近發(fā)表的表觀遺傳學(xué)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，這些數(shù)據(jù)是由于基因表達(dá)修飾而非遺傳密碼改變而引起的生物體變化的基礎(chǔ)。他們最近發(fā)表在《Trends in Genetics》雜志上的文獻(xiàn)綜述指出，表觀遺傳衰老的很大一部分發(fā)生在CpGs區(qū)域。 CpG是位于DNA序列上的特定區(qū)域，其中化學(xué)元素胞嘧啶和鳥嘌呤通過磷酸鍵連接。

文章作者Bertucci說：“ CpG很重要，因?yàn)樵搮^(qū)域會發(fā)生DNA甲基化。甲基化會在DNA鏈上添加一個(gè)化學(xué)密碼，從而賦予該鏈以功能并告訴其如何起作用。它還可以打開或關(guān)閉基因。”

科學(xué)家觀察到甲基化模式隨脊椎動(dòng)物年齡的增長而變化。 “我們知道基因組在某些時(shí)間會發(fā)生某些變化。可以對這些變化進(jìn)行建模以創(chuàng)建表觀遺傳時(shí)鐘。我們可以采集血液樣本進(jìn)行DNA甲基化測序，并準(zhǔn)確預(yù)測年齡。”

Parrott說，在生物的整個(gè)生命周期中，基因組中經(jīng)常發(fā)生雙鏈斷裂。這些斷裂被稱為染色質(zhì)修飾劑的蛋白質(zhì)和酶有效地修復(fù)。根據(jù)這項(xiàng)研究，染色質(zhì)修飾劑離開CpG島修復(fù)斷裂，當(dāng)它們重新定位時(shí)，會發(fā)生改變，從而改變基因表達(dá)，從而改變細(xì)胞的命運(yùn)。

Bertucci說，如果我們將這些染色質(zhì)修飾劑視為士兵，它們的作用就變得很清楚。他們擁有支持和執(zhí)行土地法規(guī)的獨(dú)特權(quán)力，但是如果他們離開該區(qū)域進(jìn)行救援，那么如果所有這些人都不返回，該區(qū)域就會遭到破壞并變得脆弱。”

多年來，科學(xué)家們已經(jīng)知道，人類，短吻鱷和大象等壽命更長的物種的CpGs水平要高于魚類和嚙齒動(dòng)物等物種。他將島上增加的CpG比作是從燈塔照亮的強(qiáng)光，該燈塔可幫助重新安置的染色質(zhì)修飾劑安全返回家中。當(dāng)修復(fù)雙鏈斷裂時(shí)，它們還起到緩沖作用，以保持表觀遺傳景觀的基礎(chǔ)完好。

研究人員稱，在CpGs的密度之外，環(huán)境因素和壓力也可能對壽命起重要作用。

參考資料

Researchers offer insights into aging

Emily M. Bertucci et al. Is CpG Density the Link between Epigenetic Aging and Lifespan?, Trends in Genetics (2020). DOI: 10.1016/j.tig.2020.06.003