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修复蛋白质生产错误能延长寿命

来源:科技日报2021-09-15 09:25

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  科技日报北京9月14日电(实习记者张佳欣)英国伦敦大学学院和英国医学研究理事会(MRC)伦敦医学科学研究所的研究人员在简单模式生物中进行的一项新研究发现,减少蛋白质合成(生产)中的自然错误可以改善健康和延长寿命。14日发表在国际著名期刊《细胞代谢》上的这项新发现,首次证明了蛋白质错误减少与寿命之间的直接联系。

  “DNA突变会致癌,而这也被认为是导致衰老的潜在原因之一。”该研究的主要作者、伦敦大学学院癌症研究所伊万娜·贝多夫博士解释说,“然而,尽管合成新蛋白质的错误比DNA复制过程中的突变要频繁得多,但影响机体健康的蛋白质错误在很大程度上被忽视了。”

  在这项研究中,科学家们研究了一种名为RPS23 K60R的进化上的“超精确”突变,该突变在超嗜热古细菌的核糖体(细胞的蛋白质生产工厂)中发现,古细菌是一种可以在极高温度下生存的单细胞有机体。

  通过基因组编辑,科学家们设计了一个后生动物(除原生动物外所有其它动物的总称)核糖体,使其携带与超嗜热古细菌相同的突变(单一氨基酸变化),从而在酵母、蠕虫和果蝇等简单的模式生物中复制了其对蛋白质合成的影响。

  研究小组观察到,生物体的蛋白质错误较少时,生物体变得耐热,并且寿命更长。

  研究人员表示,制造蛋白质的过程并非没有错误——核糖体也会出错。研究首次证明,改变核糖体解码中心的一种氨基酸可以减少蛋白质合成错误,提高机体的抗压能力并延长寿命。

  除了重新设计的核糖体,研究人员发现,一些获准用于人体的药物也可以减少蛋白质中的错误。有趣的是,这些药物,包括雷帕霉素、托林和曲美替尼也是已知的抗衰老药物。它们会影响细胞感知营养的能力,因此当少量使用时,可以产生类似于卡路里限制的效果,卡路里限制是一种众所周知的长寿疗法。这项新的研究表明,减少蛋白质错误是抗衰老药物的统一机制。

  研究共同通讯作者、MRC伦敦医学科学研究所的菲利佩·卡布雷罗教授说:“这是第一次在后生动物有机体中进行研究,并揭示了蛋白质中较少的错误可以延长健康和寿命;预计未来我们将把对酵母、蠕虫和苍蝇的研究结果扩展到哺乳动物身上,这可能会引领改善老年人健康的新疗法出现。”

[ 责编:蔡琳 ]
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