Nat Commun：浦敏铁团队发现预测寿命新分子

学术 2024-11-11 17:15 浙江

寿命很大程度上取决于基因型以及基因与环境之间的相互作用。有意思的是，在等基因群体中基因型完全相同的个体，即便在相同的生存环境里，个体寿命依然存在显著差异。目前导致这一差异的原因仍然有待研究。此外，目前能标识个体衰老的生物标志物匮乏。

2024 年 11 月，云南大学生命科学学院生命科学中心浦敏铁课题组在 Nature Communications 杂志发表题为「ELO-6 expression predicts longevity in isogenic populations of Caenorhabditis elegans」的文章。

为了发掘寿命预测标志物，研究人员使用秀丽线虫作为模型，结合表观遗传修饰对体细胞衰老的基因表达谱进行纵向分析。研究人员鉴定出脂肪酸延长酶 ELO-6 的表达水平是秀丽线虫个体衰老和群体衰老的标志物。

在衰老过程中 elo-6 的 mRNA 丰度持续下降。在所有蛋白质编码基因中，elo-6 的 mRNA 丰度与线虫年龄最具负相关性，相关系数达-0.98。虽然在年轻阶段的线虫体细胞中 elo-6 的 mRNA 丰度位列第 224 位，但其基因编码区缺少 H3K36me3 修饰。研究人员将内源 ELO-6 用 GFP 标记，在成虫第 5 天观测到个体间 GFP 水平的明显差异，并且 GFP 亮度与寿命和健康寿命正相关。

此外，多种延长寿命的干预措施，包括敲降 daf-2、utx-1、cyc-1，二甲双胍处理和生殖系的缺少，都可以延缓衰老过程中 GFP 水平的下降速度。

通过观察 GFP 标记的 ELO-6 表达，研究人员得以在成虫第 5 天即区分出具有不同寿命的等基因线虫，并且进行转录组分析，发现不同寿命线虫之间的差异表达基因富集 PQM-1 结合基序。随后，研究人员发现在线虫中年阶段降低 pqm-1 的表达水平可以减少个体间 ELO-6 的表达水平差异，并且延长寿命和健康寿命。

总而言之，该研究发现了秀丽隐杆线虫脂肪酸延长酶 ELO-6 在衰老过程中的动态表达可以预测个体寿命和群体寿命，并且揭示了 pqm-1 在限制寿命及健康寿命并导致个体健康寿命差异方面的功能。有意思的是，elo-6 在成年线虫肠道中的表达并不调控寿命。线虫内 ELO-6 的产物 C17iso 的水平也并不与寿命呈现正相关性。衰老过程中基因表达的稳定性和代谢变化相关调控机制有待进一步研究。

云南大学生命科学学院生命科学中心浦敏铁研究员为论文的通讯作者。云南大学生命科学学院生命科学中心科研助理孔维麟为论文的第一作者。此研究项目得到浙江大学陈迪副教授在基因编辑方面和云南大学粱斌教授团队在 C17iso 定量方面的支持。感谢 Dr. Leonard Krall 对论文的修改和讨论。此研究项目得到国家自然科学基金地区基金、云南大学「双一流」建设联合专项重点项目在内的「双一流」建设经费以及云南大学生命科学中心启动经费的资助。本研究相关成果已申请发明专利。

参考文献：https://www.nature.com/articles/s41467-024-53887-x

本文及图片来源于 Yun-Cell Metab，作者转载

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