延长酵母细胞寿命的蛋白质

2020-11-09 93酵母菌

了解和控制衰老是许多科学家的愿望。巴塞尔大学生物中心的研究人员现在发现延长酵母细胞寿命的蛋白质。蛋白质Gcn4可以减少蛋白质的合成,延长酵母细胞的寿命。了解单个基因如何影响寿命,为控制衰老过程和衰老相关疾病的发生开辟了新的途径。这项研究结果近日发表在《自然通讯》上。

延长酵母细胞寿命的蛋白质

大约一百年来,人们已经知道营养限制和适度压力可以显著延长寿命。巴塞尔大学生物中心的Mihaela Zavolan教授和Anne Spang教授领导的研究人员发现了转录因子Gcn4(一种调节许多基因表达的蛋白质)是如何延长面包酵母Saccharomyces cerevisiae的寿命的。在各种应激情况下,细胞会刺激Gcn4的产生,从而减少新蛋白质的生物合成,延长酵母的寿命。

转录因子抑制蛋白质的合成

人们早就知道,蛋白质合成 -- -- 也称为翻译 -- -- 在衰老中起着重要作用。蛋白质合成的抑制,例如因营养素摄入量减少而造成的抑制,可对酵母、苍蝇、蠕虫或鱼类等各种生物的预期寿命产生积极影响。减少细胞的蛋白质工厂--核糖体,也可以大大延长酵母细胞的寿命。

这些细胞压力的共同点是,它们激活了Gcn4的产生。然而,这种蛋白质是如何促进长寿的,至今仍不清楚。

在他们的研究中,与Zavolan合作的团队将酵母细胞暴露在不同的压力条件下,测量它们的寿命、蛋白质合成率和Gcn4的表达。"我们观察到,Gcn4蛋白的水平与酵母细胞的寿命呈正相关,"计算与系统生物学教授Mihaela Zavolan说。

"然而,我们想了解为什么。我们现在首次表明,似乎是Gcn4对细胞蛋白质合成重要的基因的转录抑制,才是其寿命延长效应的原因。由于翻译机制受到限制,新蛋白质的能量密集型生产总体上受到抑制。" 从酵母细胞的角度来看,这是一个优势。这使它们的寿命比平时延长了40%。

转录因子在许多生物体中高度保守

延长酵母细胞寿命的蛋白质,转录因子Gcn4在包括哺乳动物在内的50多种不同生物体中都是保守的,它很可能在这些生物体的衰老过程中也发挥着重要作用。

Zavolan的研究小组现在将研究哺乳动物的同源物是否同样通过调节蛋白质合成基因以应对营养和压力来延缓衰老和延长寿命。

引用

University of Basel. "Protein that extends life of yeast cells." ScienceDaily. ScienceDaily, 6 September 2017. www.sciencedaily.com/releases/2017/09/170906103559.htm.

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