长基因竟然可以控制寿命长短！

新的研究发现，基因长度是衰老过程中的一个核心因素，长基因在加速和减缓衰老方面都发挥着重要作用。这一见解将重点从特定的衰老基因转移到基因长度的更广泛影响，为理解和潜在地解决与年龄相关的变化和疾病提供了新的途径。

是什么导致我们的身体衰老?

包括西北医学院的一项研究在内的四项互补研究都得出了同样的结论:长基因。

在一篇新的论文中，科学家们写下了他们的发现，以及他们如何推进有关衰老的现有知识。

“随着年龄的增长，长基因变得不那么活跃，这可能是我们身体衰老的主要原因，”共同通讯作者Thomas Stoeger说，他是西北大学范伯格医学院肺病和重症监护医学助理教授，也是波托克斯内克长寿研究所的成员。“我们的发现通过确定一个单一的现象，将大多数现有的关于衰老的知识联系起来，并使这种潜在的现象可测量，从而推动了这一领域的发展。”

基因长度与生物老化

这篇论文强调了四个国际研究小组的共同发现，发表在2024年3月21日的《Trends in Genetics》上。这两个研究小组首先得出结论，生物衰老的大多数方面都与基因长度有关。

已知的加速衰老的条件会降低长基因的活性。这包括吸烟、饮酒、氧化应激和紫外线照射。已知可以延缓衰老的条件会增加长基因的活性，比如热量限制。此外，非常短或非常长的基因编码已知在衰老过程中发生变化的细胞过程，如细胞能量的形成、蛋白质合成和神经信号的传递。

长基因与衰老之间的联系

“基因调控是生命最核心的过程之一，我们的四项研究解释了为什么长基因的活动在衰老过程中发生了特别的变化，”Stoeger说。“除了衰老，我们发现同样的发现也发生在老年痴呆症患者身上，这是一种与年龄相关的疾病。我们的发现帮助我们重新思考神经退行性疾病的原因，如阿尔茨海默病。因为具有神经功能的基因异常长，我们假设长基因细胞活性的降低不能产生足够的生物材料来适当地维持神经功能。”

科学家们报告说，衰老的触发因素是一种与基因长度有关的物理现象，而与所涉及的特定基因或这些基因的功能无关。最初的发现是基于人类、小鼠、大鼠、鳉鱼、秀丽隐杆线虫、黑腹线虫和小鼠实验的分子数据的混合。以前的科学研究试图找出导致衰老的特定基因。这种新观点不同于目前流行的研究单一基因作用的生物学方法。

DNA损伤与衰老

长基因只是有更多可能被破坏的潜在位点。科学家们将其比作公路旅行——旅途越长，出问题的可能性就越大。由于某些细胞类型的生理作用依赖于比其他细胞类型更长的基因，因此随着年龄的增长，某些细胞类型更容易受到DNA损伤的影响。在衰老过程中，包含基因的DNA链断裂，导致基因受损。这会阻止细胞读取信息并激活基因中包含的信息。基因越长，就越有可能存在至少一个DNA损伤位点，从而阻止基因的激活。

由于已知神经细胞依赖于特别长的基因，并且速度缓慢或不分裂，因此它们特别容易受到这种现象的影响。许多与衰老过程中脑损伤有关的基因以及与阿尔茨海默病相关的基因都异常长。儿童癌症患者通过破坏DNA的化学疗法治愈后，会出现神经退化等早衰症状。

参考文献:“Time is ticking faster for long genes in aging” by Sourena Soheili-Nezhad, Olga Ibáñez-Solé, Ander Izeta, Jan H.J. Hoeijmakers and Thomas Stoeger, 21 March 2024, Trends in Genetics.