長期以來,人類一直試圖尋找防止衰老和延長壽命的方法,而現代科學正在慢慢揭示衰老的過程。近日,日本的研究人員發現了可能引發與年齡有關的疾病的遺傳過程的新信息,包括能量產生和細胞生長速率變慢。
在近日發表在《Scientific Reports》雜志上的一項研究中,筑波大學的研究人員研究了絲氨酸羥甲基轉移酶2(SHMT2)基因破壞影響細胞內相關生物學過程(例如線粒體呼吸)的潛在機制。他們發現受損的SHMT2表達導致代謝途徑活性降低,這與線粒體呼吸作用和細胞生長受損直接相關。 這一發現對于理解衰老和與年齡增長有關的疾病的機制很重要。

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研究的主要作者Haruna Tani說:“在先前的研究中,我們提出包括SHMT2在內的核編碼基因隨著年齡增長的而表達量降低的現象會影響線粒體呼吸。但是,該過程的潛在機制尚不清楚。因此,在本研究中我們測試了受損的SHMT2表達對多種細胞功能的影響。”
研究人員使用經過基因修飾的,缺乏SHMT2基因的小鼠進行研究。這種被稱為Shmt2-敲除小鼠的品系肝臟線粒體呼吸出現障礙,并出現了發育遲緩的現象。之后,研究者們發突變體小鼠肝臟產生牛磺酸的代謝途徑發生下調。此前研究表明,牛磺酸是線粒體呼吸所必需的的組分,而核苷酸是與細胞分裂有關的分子。這些代謝途徑的下降也與Shmt2基因敲除小鼠胚胎貧血的現象有關。
研究者資深作者Jun-Ichi Hayashi說:“盡管一些研究者提出人類衰老過程中線粒體呼吸的損傷是由于線粒體DNA突變的積累引起的,但我們的數據支持了另一種解釋:與年齡有關的線粒體呼吸作用障礙可能是由于表觀遺傳的下調以及代謝途徑活性的改變引起的,而非與線粒體功能有關的特定基因的突變引起的。”
了解表觀遺傳過程影響細胞活動的機制可以提供有關衰老和疾病相關過程的見解。此外,通過對由遺傳異常引起的疾病進行治療,甚至有延長壽命的希望。
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