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西南大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)調(diào)控壽命新基因

  9月9日,西南大學(xué)資源昆蟲高效養(yǎng)殖與利用全國重點(diǎn)實驗室教授代方銀團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了調(diào)控壽命的新基因OSER1,并在家蠶、線蟲、果蠅等多物種中進(jìn)行研究,揭示了其調(diào)控機(jī)制。作為長壽基因FOXO(叉頭框蛋白O)的靶基因,OSER1對壽命的影響得到人類受試者研究結(jié)果支持。相關(guān)論文近日在線發(fā)表于《自然·通訊》。

  西南大學(xué)資源昆蟲高效養(yǎng)殖與利用全國重點(diǎn)實驗室副教授宋江波在進(jìn)行壽命調(diào)控基因研究的實驗。

  代方銀介紹,F(xiàn)OXO是目前已確定的少數(shù)幾個人類長壽基因之一。FOXO轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)與衰老相關(guān)的途徑并影響壽命,但其具體作用靶點(diǎn)仍待深入探索。對此,團(tuán)隊首先查明,壽命調(diào)節(jié)因子FOXO在不同模式動物間的二級結(jié)構(gòu)具有較高保守性,這為利用家蠶篩選FOXO靶基因提供了依據(jù)。

  團(tuán)隊利用線蟲高效干涉平臺,對家蠶中FOXO的42個候選靶基因在線蟲中的同源基因進(jìn)行干涉實驗,發(fā)現(xiàn)其中7個基因表達(dá)下調(diào)后線蟲壽命顯著縮短,3個基因表達(dá)下調(diào)后線蟲壽命顯著延長。其中,線蟲中OSER1同源基因表達(dá)降低后,壽命縮短幅度最大。

  “我們將線蟲、家蠶、果蠅、斑馬魚、非洲爪蟾、小鼠、恒河猴與人類進(jìn)行比較分析,發(fā)現(xiàn)其均存在OSER1的直系同源基因?!闭撐牡谝蛔髡?、西南大學(xué)資源昆蟲高效養(yǎng)殖與利用全國重點(diǎn)實驗室副教授宋江波介紹,進(jìn)一步研究顯示,在家蠶、線蟲和果蠅中,提高OSER1表達(dá)后,3個物種的壽命均顯著延長。

  為了闡釋OSER1調(diào)節(jié)長壽的作用機(jī)制,團(tuán)隊在家蠶、線蟲和果蠅中進(jìn)行了一系列分子生物學(xué)實驗。研究結(jié)果共同表明,OSER1是FOXO的直接靶基因,能響應(yīng)過氧化氫誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激,并通過提升機(jī)體氧化應(yīng)激防御力而延長壽命。

  “我們對人類受試者的研究結(jié)果也支持OSER1影響人類壽命的觀點(diǎn)?!贝姐y介紹,團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn),90歲以上的長壽老人與年輕對照組相比,檢測到OSER1基因中存在49個常見單核苷酸變異,其中7個與長壽顯著相關(guān)。

  代方銀說,本研究聯(lián)合使用家蠶和其他經(jīng)典模式生物,共同鑒定了OSER1這一物種間保守的壽命調(diào)節(jié)因子,了解到OSER1在生物體和細(xì)胞水平上對氧化應(yīng)激提供強(qiáng)力保護(hù),從而延長生物體壽命。

  論文評審專家表示,該研究發(fā)現(xiàn)了FOXO的一個新的靶基因,且生物學(xué)功能研究強(qiáng)力證明其具有物種間共通性,這將促進(jìn)對FOXO調(diào)控壽命途徑的進(jìn)一步研究。

  據(jù)了解,代方銀團(tuán)隊長期致力于家蠶的研究。此次跨界研究發(fā)現(xiàn)調(diào)控壽命的新基因,不僅拓展了家蠶作為研究衰老和壽命實驗生物的應(yīng)用范圍,也標(biāo)志著在推進(jìn)家蠶模式化進(jìn)程中邁出了新的重要一步。

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