人的壽命與我們單個細胞的老化有關(guān)。三年前，一組加州大學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胞的壽命。
正如 2023 年 4 月 28 日在《科學》雜志上所描述的那樣，他們現(xiàn)在已經(jīng)使用合成生物學擴展了這項研究，以設(shè)計一種解決方案，防止細胞達到與衰老相關(guān)的正常退化水平。細胞，包括酵母、植物、動物和人類的細胞，都包含負責許多生理功能(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，”生物科學學院分子生物學系的南浩教授說，他是該研究的資深作者，也是加州大學圣地亞哥分校的聯(lián)合主任。合成生物學研究所。
然而，加州大學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。加州大學圣地亞哥分校的團隊設(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)，從而減緩細胞的退化。
這些進步導致細胞壽命顯著延長，通過基因和化學干預創(chuàng)造了延長壽命的新記錄。
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