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在一项新的研究中，来自德国科隆大学、马克斯-普朗克衰老生物学研究所和哥廷根大学的研究人员通过研究五种不同模式生物和多种组织的转录过程，发现了一种导致衰老的新分子机制。相关研究结果于2023年4月12日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Ageing-associated changes in transcriptional elongation influence longevity”。
衰老会损害广泛的细胞过程，其中许多会影响蛋白的质量和浓度。在这些过程中，称为转录的基因读取尤其重要，因为它是蛋白水平的一种主要调节过程。
尽管专家们知道基因表达，即遗传信息转化为蛋白，会随着年龄的增长而发生变化，也知道对基因表达的控制可能会受损，但不清楚转录过程本身的准确性是否会随着年龄的增长而变化，以及这种变化是否会对有机体产生相关后果。
这正是这些作者如今能够证明的，这让论文共同通讯作者、科隆大学数学与自然科学学院遗传学研究所的Andreas Beyer教授非常高兴：“这是一个持续数年的大型合作项目，涉及多个研究团队。必须生成和分析五个物种的数据。只有通过结合我们的专业知识，才有可能研究如此多的物种和数据类型。”
事实上，这些作者研究了线虫、果蝇、小鼠、大鼠和人类的全基因组、与年龄有关的转录过程的变化，包括各种不同的组织。他们发现，在所有这五个物种中，转录本通过附着RNA构成单元（即核苷酸）而增长的平均速度随着年龄增长而增加。
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线虫和黑腹果蝇Pol II延伸速率降低的分子效应和寿命效应。图片来自Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-05922-y。
与这种延伸速度（Pol II速度）的增加一起，他们还观察到了所谓剪接的变化，其中剪接是转录过程中从基因到成品蛋白的进一步加工步骤，这会导致转录产物再次被缩短并切割成合适的大小。
然而，整个转录过程的准确性也可以被控制和逆转，例如通过限制饮食或干预胰岛素信号传导---这两种措施都有助于延长寿命，这一点多年来一直为人所知。同样，当这些作者使用干预措施降低读取速度时，果蝇的寿命和人类细胞的分裂潜力也延长了，果蝇寿命延长20%！
Beyer教授说，“我们的结果揭示了动物衰老和延长寿命的干预措施的基本分子机制，为我们将来如何促进健康的衰老提供了线索。事实上，通过提高基因转录的质量，诸如减少卡路里摄入之类的干预措施也对分子水平上的健康衰老过程有积极影响，这一点我们如今已能够通过我们的研究非常清楚地证明。”
Cédric Debès et al. Ageing-associated changes in transcriptional elongation influence longevity. Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-05922-y.
封面图来源：123rf
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