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玛土撒拉苍蝇的遗传长寿秘密揭晓

虽然果蝇的E(z)突变菌株不能存活到969岁的圣经年龄,但与野生型弟兄相比,它的寿命更长且抗逆性更高。这种微小的昆虫通常被用作人类遗传学的模型,现在由俄罗斯科学院恩格尔哈特分子生物学研究所的科学家领导的一个研究小组对这种长寿的突变体进行了研究,确定了哪些基因受到了人类遗传学的影响。延长果蝇寿命的突变。将长寿蝇品系与控制昆虫的基因活性进行比较有助于揭示衰老的机制并确定与衰老相关疾病相关的药物靶标。

这项新研究的发现最近发表在《科学报告》上,文章标题为“ 长寿果蝇E(z)突变体的转录组分析,揭示了长寿的分子机制。”

果蝇是一种非常方便的模式生物,因为其基因组已得到充分研究,并且包含与40%的人类疾病相关的基因,而且果蝇的寿命只有几个月。果蝇育种和基因组编辑是成熟的技术。此外,在继续对哺乳动物进行长期实验之前,科学家通常会使用寿命短的动物来检验其假设。

莫斯科物理技术研究所衰老和寿命遗传学实验室负责人阿列克谢·莫斯卡列夫(Alexey Moskalev)博士解释说:“基因活性控制着细胞的所有功能,最终控制着整个有机体的所有功能。” “如果我们确定与长寿动物相比,长寿动物品系中哪些基因在不同年龄段的活性更高而哪些基因活性较低,则可以更好地理解长寿的生物学原理。”

在当前的研究中,研究人员使用了果蝇的特制菌株,其中E(z)基因被部分抑制。该基因影响其他基因的活性。这样的突变体蝇比对照标本具有显着更长的寿命,并且对不良条件表现出更高的耐受性。到目前为止,尚不清楚哪些特定基因受突变影响。

“通过全基因组转录组分析,我们证明了E(z)杂合突变体的寿命延长,对高温,氧化应激和内质网应激的抗性增强以及繁殖力增强均伴随着239个基因表达水平的变化(p <0.05),”作者写道。“我们的结果证明了E(z)突变对基因表达的性别特异性影响,但是,这并没有导致两性寿命的差异。我们观察到E(z)基因的突变会导致基因表达的扰动,其中大部分参与代谢,例如碳水化合物代谢,脂质代谢,药物代谢,核苷酸代谢。”

研究团队证实了该突变的积极作用,果蝇的平均寿命延长了22–23%。作为实验的一部分,果蝇被饿死,被百草枯中毒并暴露于35°C(95°F)的高温下。果蝇突变体显示出对所有这些因素的更高耐受性。除此之外,这种突变对果蝇的繁殖力产生了意想不到的影响。

“众所周知,在果蝇中,突变引起的寿命延长通常与繁殖减少有关。但在我们的案例中,我们发现各个年龄段的突变女性生殖力都在增加,” Moskalev评论道。

在确认了突变的积极影响后,研究人员分析了细胞内所有活性基因的产物(转录组分析),以比较果蝇突变体和对照标本的基因活性。他们发现了239个基因,长寿和短寿相关群体的基因产物数量明显不同。这些基因尤其参与代谢。

“我们发现该突变触发了新陈代谢的全面改变。它会影响碳水化合物的代谢,脂质代谢和核苷酸代谢,以及免疫应答基因的活性和蛋白质的合成。”

研究作者计划通过将果蝇暴露于各种化学和物理因素的组合来进一步延长果蝇的寿命。最终目标是延长物种样本的最大寿命或最长寿命。

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