科學(xué)家通過設(shè)計細(xì)胞壽命延緩衰老

人的壽命與我們單個細(xì)胞的老化有關(guān)。三年前，一組加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員破譯了衰老過程背后的基本機制。在確定細(xì)胞在衰老過程中遵循的兩個不同方向后，研究人員通過基因操作這些過程來延長細(xì)胞的壽命。

正如 2023 年 4 月 28 日在《科學(xué)》雜志上所描述的那樣，他們現(xiàn)在已經(jīng)使用合成生物學(xué)擴展了這項研究，以設(shè)計一種解決方案，防止細(xì)胞達(dá)到與衰老相關(guān)的正常退化水平。細(xì)胞，包括酵母、植物、動物和人類的細(xì)胞，都包含負(fù)責(zé)許多生理功能(包括衰老)的基因調(diào)節(jié)回路。

“這些基因電路可以像我們的家用電路一樣運行，控制電器和汽車等設(shè)備，”生物科學(xué)學(xué)院分子生物學(xué)系的南浩教授說，他是該研究的資深作者，也是加州大學(xué)圣地亞哥分校的聯(lián)合主任。合成生物學(xué)研究所。

然而，加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究小組發(fā)現(xiàn)，在中央基因調(diào)控回路的控制下，細(xì)胞不一定以相同的方式衰老。想象一下，一輛汽車會隨著發(fā)動機老化或變速箱磨損而老化，但不會同時發(fā)生這兩種情況。加州大學(xué)圣地亞哥分校的團(tuán)隊設(shè)想了一種“智能衰老過程”，通過將退化從一種衰老機制循環(huán)到另一種來延長細(xì)胞壽命。

在這項新研究中，研究人員通過基因重新連接了控制細(xì)胞衰老的電路。從它的正常作用(如撥動開關(guān))出發(fā)，他們設(shè)計了一個負(fù)反饋回路來延緩衰老過程。重新布線的電路作為一種稱為基因振蕩器的類似時鐘的設(shè)備運行，驅(qū)動細(xì)胞在兩種有害的“老化”狀態(tài)之間周期性地切換，避免長期處于任何一種狀態(tài)，從而減緩細(xì)胞的退化。

這些進(jìn)步導(dǎo)致細(xì)胞壽命顯著延長，通過基因和化學(xué)干預(yù)創(chuàng)造了延長壽命的新記錄。

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