随着年龄的增长,我们的细胞往往会失去形状,导致我们经历衰老时产生的许多影响。这给心脏带来了特殊的问题,老化会破坏肌肉细胞内的蛋白质网络,使血液在身体周围移动。心脏肌肉如何在果蝇中保持其形状的新发现揭示了心脏功能,新陈代谢和长寿之间的关键关系。
来自加州大学的研究人员,圣地亚哥发现,保持高水平的蛋白质纽,其坚持的心脏肌肉细胞彼此,赋予健康益处果蝇。他们在APL Bioengineering上发表的研究表明,生产的果蝇可以产生50%以上的维他命,享受更好的心血管健康,并且平均寿命延长三分之一。
“你可以想象很多人质疑研究果蝇心脏的重要性,”该论文的作者亚当恩格勒说。“但我们发现,改善这100个左右心脏细胞的功能会对苍蝇的新陈代谢产生重大影响。”
Vinculin在插入的磁盘上工作,将心肌细胞粘合在一起,称为心肌细胞。随着年龄的增长,心肌细胞产生较少的纽蛋白。Vinculin组织心脏的收缩蛋白质,因此当维生素水平降低时,我们的心跳变得杂乱无章,效率降低。
通过培育具有互补基因的果蝇,Engler和他的同事创造了一种基因开关,可以打开额外的纽蛋白编码基因拷贝。为了确保只有心肌细胞产生蛋白质,该组使用与称为“Tinman”的心脏发育基因相同的激活机制。恩格勒解释说,这个基因的名字“因为没有它就没有心脏。”
虽然典型的果蝇活了大约六个星期,但产生更多维他命的苍蝇可以活到九周。此外,带有维生素增强剂的苍蝇更加活跃,能够攀爬其围栏的墙壁,这是对果蝇运动能力的测试。
“他们的生活质量要好得多,尽管有时很难衡量,”恩格勒说。“你不能简单地把它们放在跑步机上然后说'去吧'。”
恩格勒和他的团队感到惊讶的是,心脏功能的改善也有助于苍蝇保持更健康的新陈代谢。为了衡量这种改善,研究人员给苍蝇喂食了一种特殊形式的葡萄糖,并检测了果蝇如何改造和使用糖。
含有更多维生素的苍蝇比同类药物的葡萄糖分解更多。研究小组总结了苍蝇心脏中较高的维生素水平,使其他器官能够有效地获得分解过程中所需的营养。
该组织希望有一天能够看到他们的工作导致人类的药物解决方案,促进了纽蛋白的表达。