RNA途径在健康 寿命 飞行研究表明中起着关键作用

人类和其他动物在其基因组中携带称为转座因子(TEs)的DNA流氓序列。为了防止将TE传递给他们的后代，他们在其生殖器官中使用piRNA途径阻止这些元素在其精子和卵子中活跃。通过对苍蝇的一项新研究，布朗大学的生物学家首次证明了piRNA途径的抗TE活性也在正常的非繁殖体组织，即飞脂肪体中起作用，并且它有助于维持生命。这个动物。“这是正常健康和长寿所必需的，” 自然传播研究的高级作者，布朗大学生物学教授斯蒂芬赫尔芬德博士说。

大多数先前关于生殖器官外部工作的piRNA的报道是在癌症或干细胞中，一项研究表明它也可能存在于成体苍蝇神经元的子集中，但没有人曾测量过它在正常健康和衰老中的后果。

在由Brown研究生Brian Jones领导的实验中，研究小组追踪了该途径的几个组成部分，例如piRNA的存在以及相关的“piwi”和“flamenco”基因在苍蝇脂肪体组织中的表达。该脂肪体是类似于哺乳动物的脂肪和肝脏组织也有助于果蝇的免疫系统。

显着的健康影响

一旦研究人员证实piRNA途径在正常的成熟身体组织中有活性，他们就进行了几次实验，看看果蝇在敲除该途径的成分时发生了什么。例如，随着piwi基因消失，苍蝇的piRNA明显少于有拷贝的苍蝇。

为了查看受损通路是否导致TE的转录未经检查，研究人员使用了一种方法，当特定TE在基因组内移动时，细胞会发绿光。没有piwi的苍蝇明亮地点亮了。

通过其他措施，研究人员发现，与携带piwi基因的果蝇相比，缺乏果蝇的果蝇DNA损伤增加，而缺乏piwi或弗拉门戈的果蝇脂肪含量低于对照。没有piwi的苍蝇更快地死于饥饿，与任何被淘汰的基因相比，苍蝇的生命寿命远远短于具有两种基因工作副本的苍蝇。

具体而言，大约四分之四的带有工作piwi基因的果蝇在60日龄时仍然存活，但实际上所有缺乏果蝇的苍蝇在此之前很久就死了。在弗拉门戈基因完整的苍蝇中，大约一半在60天仍然存活，而那些缺乏任何弗拉门戈的苍蝇已经死亡。

在另一项实验中，研究小组测试了一种名为3TC或拉米夫定的人类HIV药物是否能阻止制造更多转座因子DNA所需的步骤，可以在没有弗拉门戈的情况下拯救苍蝇。它确实在很大程度上允许许多缺乏弗拉门戈的苍蝇过60天。

在未来的实验中，Helfand实验室计划尝试其他延长飞行寿命的方法，例如通过过表达piRNA途径的组分。

衰老的生物学

Helfand说，发现piRNA通路在一个完全发育的，健康的，非生殖的身体组织中发挥作用并保护健康和寿命是一项重要的发现，但目前尚不清楚该发现可以在多大程度上延缓衰老的生物学。

“我们只是在确定它是在这个特定的组织中，并且我们正在留出空间，因为它可能存在于体内不是性腺的其他组织中，这也可能是其他动物的情况，”琼斯说。“这种途径可能在其他体细胞组织中发挥作用。”

还不清楚piRNA 途径是否对哺乳动物，特别是人类的健康具有相似的影响。

但是近年来，布朗和布朗的同事们发表了几篇论文，使用了包括人体细胞在内的多种模型，这些模型强烈地联系了衰老，TE活动增加，健康状况不佳以及寿命缩短。这些发现使他们提出了“衰老的转座子理论”。

现在，今年早些时候获得了960万美元的联邦拨款，Helfand的密切同事，生物学教授John Sedivy正在领导一项为期三年的多机构研究，以测试该理论并确定干预是否可行。