科学家破译了衰老生物学的潜在机制

了解控制衰老的因素一直是人类无休止的追求之一，从青春的神秘泉源到实用的健康养生方式，延长寿命。加利福尼亚大学圣地亚哥分校的一组科学家帮助破译了控制细胞衰老的动力学，并探讨了延长人类寿命的意义。正如发表在“美国国家科学院院刊”上的一项研究所描述的那样，由生物学家南昊领导的一个小组利用工程，计算机科学和生物学的技术组合来分析影响衰老的分子过程。

随着细胞老化，DNA中的损伤会随着时间的推移而累积，导致正常功能衰退并最终导致死亡。被称为“染色质沉默”的天然生物化学过程有助于保护DNA免受损害。沉默过程将特定的DNA区域从松散的开放状态转换为封闭的状态，从而屏蔽DNA区域。促进沉默的分子是一系列蛋白质 - 从细菌到人类广泛保守 - 称为sirtuins。近年来，sirtuins的化学活化剂受到了很多关注，并作为营养保健品销售，以帮助染色质沉默，以期减缓衰老过程。

然而与此同时，科学家们发现，这种染色质沉默也会阻止受保护的DNA区域表达具有生物学功能的RNA和蛋白质，因此过度沉默可能会破坏正常的细胞生理。

利用酵母中最先进的计算和实验方法，研究人员可以通过几代人在衰老过程中以前所未有的细节跟踪染色质沉默，加州大学圣地亚哥分校的科学家们发现，这种沉默完全丧失导致细胞老化和死亡加速。然而，研究人员同样发现连续染色质沉默也会导致细胞寿命缩短。

那么染色质沉默还是不能消除延缓衰老的答案?答案来自新研究：两者。

据研究人员称，大自然已经开发出一种解决这一难题的聪明方法。

“在老化期间，细胞不会停留在沉默或沉默丢失状态，而是在开放(沉默损失)和闭合(沉默)状态之间切换DNA，”郝说。“通过这种方式，细胞可以避免任何一种状态的持续时间延长，这是有害的，并保持基于时间的平衡对于它们的功能和寿命很重要。”

因为他们在酵母中进行了他们的实验，研究人员说，分析人类的这种动态可能要复杂得多，需要更复杂的研究。

“当细胞老化时，它们失去了维持这种周期性转换的能力，导致老化的表型并最终死亡，”郝说。“这里的含义是，如果我们能以某种方式帮助细胞加强转换，特别是随着它们的老化，我们可以减缓其衰老。而这种可能性正是我们目前所追求的。”

郝将这些研究结果归功于加州大学圣地亚哥分校的多学科研究小组，他们具有互补的专业知识，并在老龄研究中有共同的兴趣，包括教师，学生和博士后研究员。除了郝在分子生物学/定量生物学方面的专业知识外，该团队的其他教员还包括Lorraine Pillus(分子生物学)，Jeff Hasty(分子生物学/生物工程)和Lev Tsimring(BioCircuits Institute)。在PNAS论文，标志着在双方合作的第一个显著的发现。

“我相信这种合作将在不久的将来产生许多新的见解，这将改变我们对衰老基本生物学的理解，并将导致促进人类长寿的新策略，”郝说。