重新定義老化:”不死水母”DNA可能幫助延長人類壽命
兩位羅蘭大學(Eötvös Loránd)的研究人員在了解人類如何衰老方面取得了令人興奮的突破。新研究發現,透過Piwi-piRNA 途徑管理DNA 中的轉座元件可延長壽命。這項發現將DNA活動與老化聯繫起來,為醫學和生物學研究改善健康和確定年齡提供了新的可能性。
來自匈牙利羅蘭大學(Eötvös Loránd)的研究人員Ádám Sturm博士和Tibor Vellai博士在老化研究方面取得了重大發現。他們的研究以DNA 中的”可轉座元件”(TEs)為中心,這些元件是能夠在遺傳密碼中重新定位的片段。這些轉座元件的過度移動會導致遺傳密碼的不穩定,可能導致老化過程。
科學家已經確定了一種稱為Piwi-piRNA 途徑的特定過程,它有助於控制這些TEs。他們在某些不會老化的細胞(如癌症幹細胞)中看到了這種途徑的作用,特別是在神秘的Turritopsis dohrnii(燈塔水母,俗稱”不死水母”)中。透過在一種名為”秀麗隱桿線蟲”(Caenorhabditis elegans)的蠕蟲體內強化這一途徑,該蠕蟲的壽命顯著延長。
在先前發表的題為《衰老的機制:轉座元件在基因組解體中的主要作用》(2015年)和《Piwi-piRNA途徑:通往永生之路》(2017年)的里程碑式文章中,Sturm博士和Vellai博士從理論上闡述了Piwi-piRNA系統與生物永生的引人入勝概念之間的深刻關係。現在,他們在最新發表於《自然-通訊》(Nature Communications)的論文中提供了實驗證明。他們的研究表明,控制TEs 的活性確實可以延長壽命,這表明這些移動DNA 元素在老化過程中起著至關重要的作用。
在蠕蟲體內,強化的piwi-piRNA 路徑亮起了綠燈,這使得它們的壽命延長了30%。資料來源:Sturm, Á., et al., 2023, DBS.
用更專業的術語來說,研究人員利用技術來”下調”或降低TEs的活性。當他們對蠕蟲體內的特定TEs 進行這種操作時,蠕蟲顯示出衰老變慢的跡象。更重要的是,當同時控制多個TEs 時,延長壽命的效果會疊加。
Sturm博士解釋說:”在我們的壽命試驗中,僅僅通過下調TEs或體細胞過度表達Piwi-piRNA通路元件就觀察到了統計學上顯著的壽命優勢。這為醫學和生物學領域的無數潛在應用打開了大門。”
此外,研究團隊還發現,隨著這些蠕蟲的衰老,它們的DNA發生了表觀遺傳學變化,特別是在TEs中。這些被稱為DNA N6-腺嘌呤甲基化的變化被觀察到會隨著動物的衰老而增加TE的轉錄和跳躍。
Vellai 博士強調了這項發現的潛在意義:「這種表觀遺傳修飾可能會為透過DNA 確定年齡的方法鋪平道路,從而提供準確的生理時鐘」。
總之,透過更了解這些移動DNA 元素和控制它們的途徑,科學家可能會找到延長生命和改善晚年健康的方法。