遺伝子調節は長寿命の鍵かもしれません

研究者は、長命の生物は、DNA修復、RNA輸送、細胞骨格調節に関与する遺伝子の高発現、および炎症とエネルギー消費に関与する遺伝子の低発現を示すことが多いことを発見しました。

長寿の遺伝学に関心のあるロチェスター大学の研究者は、アンチエイジングおよび加齢性障害の新しい標的を提案しています。

大きく異なる速度で老化する哺乳類は、自然淘汰によって作成されました。 たとえば、ハダカデバネズミは最長41年生きることができます。これは、ラットや同様のサイズの他の齧歯動物の寿命の10倍です。

長寿の原因は何ですか？ の生物学者による最近の研究によると、パズルの重要な要素 ロチェスター大学、 それは遺伝子発現を制御するメカニズムに見られます。

ベラ・ゴルブノバ、ドリス・ジョーンズ・チェリー生物学・医学教授、アンドレイ・シルアノフ、出版物の筆頭著者、ジンロン・ルー、ゴルブノバの研究室のポスドク研究員、および他の研究者は、最近出版された論文で寿命に関連する遺伝子を調べました。 細胞代謝。

彼らの発見は、概日ネットワークと多能性ネットワークとして知られる、遺伝子発現を支配する2つの調節メカニズムが長寿に不可欠であることを示した。 発見は、長寿がどのように発生するかを理解するためだけでなく、アンチエイジングおよび加齢性障害の新しいターゲットを提供するためにも重要です。

ロチェスター大学の生物学者は、さまざまな年齢の26種の遺伝子発現パターンを比較すると、さまざまな遺伝子の特性が概日ネットワークまたは多能性ネットワークによって制御されていることを発見しました。 クレジット：ロチェスター大学のイラスト/ Julia Joshby

長寿遺伝子の比較

最大年齢は2歳（トガリネズミ）から41歳（ハダカデバネズミ）の範囲で、研究者らは26種の哺乳類の遺伝子発現パターンを分析しました。 彼らは、寿命に正または負に関連し、種の最大寿命に関連する何千もの遺伝子を発見しました。

彼らは、長命の種はエネルギー代謝と炎症に関与する遺伝子の発現が低い傾向があることを発見しました。 関与する遺伝子の高発現[{” attribute=””>DNA repair, RNA transport, and organization of cellular skeleton (or microtubules). Previous research by Gorbunova and Seluanov has shown that features such as more efficient DNA repair and a weaker inflammatory response are characteristic of mammals with long lifespans.

The opposite was true for short-lived species, which tended to have high expression of genes involved in energy metabolism and inflammation and low expression of genes involved in DNA repair, RNA transport, and microtubule organization.

Two pillars of longevity

When the researchers analyzed the mechanisms that regulate the expression of these genes, they found two major systems at play. The negative lifespan genes—those involved in energy metabolism and inflammation—are controlled by circadian networks. That is, their expression is limited to a particular time of day, which may help limit the overall expression of the genes in long-lived species.

This means we can exercise at least some control over the negative lifespan genes.

“To live longer, we have to maintain healthy sleep schedules and avoid exposure to light at night as it may increase the expression of the negative lifespan genes,” Gorbunova says.

On the other hand, positive lifespan genes—those involved in DNA repair, RNA transport, and microtubules—are controlled by what is called the pluripotency network. The pluripotency network is involved in reprogramming somatic cells—any cells that are not reproductive cells—into embryonic cells, which can more readily rejuvenate and regenerate, by repackaging DNA that becomes disorganized as we age.

“We discovered that evolution has activated the pluripotency network to achieve a longer lifespan,” Gorbunova says.

The pluripotency network and its relationship to positive lifespan genes is, therefore “an important finding for understanding how longevity evolves,” Seluanov says. “Furthermore, it can pave the way for new antiaging interventions that activate the key positive lifespan genes. We would expect that successful antiaging interventions would include increasing the expression of the positive lifespan genes and decreasing the expression of negative lifespan genes.”

Reference: “Comparative transcriptomics reveals circadian and pluripotency networks as two pillars of longevity regulation” by J. Yuyang Lu, Matthew Simon, Yang Zhao, Julia Ablaeva, Nancy Corson, Yongwook Choi, KayLene Y.H. Yamada, Nicholas J. Schork, Wendy R. Hood, Geoffrey E. Hill, Richard A. Miller, Andrei Seluanov and Vera Gorbunova, 16 May 2022, Cell Metabolism.
DOI: 10.1016/j.cmet.2022.04.011

The study was funded by the National Institute on Aging.