西南大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)調(diào)控壽命新基因

科技日報(bào)訊 （記者雍黎）記者9月9日從西南大學(xué)獲悉，該校資源昆蟲高效養(yǎng)殖與利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授代方銀團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了調(diào)控壽命的新基因OSER1，并在家蠶、線蟲、果蠅等多物種中進(jìn)行研究，揭示了其調(diào)控機(jī)制。作為長壽基因FOXO（叉頭框蛋白O）的靶基因，OSER1對壽命的影響得到人類受試者研究結(jié)果支持。相關(guān)論文近日在線發(fā)表于《自然·通訊》。

代方銀介紹，F(xiàn)OXO是目前已確定的少數(shù)幾個(gè)人類長壽基因之一。FOXO轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)與衰老相關(guān)的途徑并影響壽命，但其具體作用靶點(diǎn)仍待深入探索。對此，團(tuán)隊(duì)首先查明，壽命調(diào)節(jié)因子FOXO在不同模式動(dòng)物間的二級結(jié)構(gòu)具有較高保守性，這為利用家蠶篩選FOXO靶基因提供了依據(jù)。

團(tuán)隊(duì)利用線蟲高效干涉平臺(tái)，對家蠶中FOXO的42個(gè)候選靶基因在線蟲中的同源基因進(jìn)行干涉實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其中7個(gè)基因表達(dá)下調(diào)后線蟲壽命顯著縮短，3個(gè)基因表達(dá)下調(diào)后線蟲壽命顯著延長。其中，線蟲中OSER1同源基因表達(dá)降低后，壽命縮短幅度最大。

“我們將線蟲、家蠶、果蠅、斑馬魚、非洲爪蟾、小鼠、恒河猴與人類進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)其均存在OSER1的直系同源基因。”論文第一作者、西南大學(xué)資源昆蟲高效養(yǎng)殖與利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授宋江波介紹，進(jìn)一步研究顯示，在家蠶、線蟲和果蠅中，提高OSER1表達(dá)后，3個(gè)物種的壽命均顯著延長。

為了闡釋OSER1調(diào)節(jié)長壽的作用機(jī)制，團(tuán)隊(duì)在家蠶、線蟲和果蠅中進(jìn)行了一系列分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果共同表明，OSER1是FOXO的直接靶基因，能響應(yīng)過氧化氫誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，并通過提升機(jī)體氧化應(yīng)激防御力而延長壽命。

“我們對人類受試者的研究結(jié)果也支持OSER1影響人類壽命的觀點(diǎn)。”代方銀介紹，團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，90歲以上的長壽老人與年輕對照組相比，檢測到OSER1基因中存在49個(gè)常見單核苷酸變異，其中7個(gè)與長壽顯著相關(guān)。

代方銀說，本研究聯(lián)合使用家蠶和其他經(jīng)典模式生物，共同鑒定了OSER1這一物種間保守的壽命調(diào)節(jié)因子，了解到OSER1在生物體和細(xì)胞水平上對氧化應(yīng)激提供強(qiáng)力保護(hù)，從而延長生物體壽命。

論文評審專家表示，該研究發(fā)現(xiàn)了FOXO的一個(gè)新的靶基因，且生物學(xué)功能研究強(qiáng)力證明其具有物種間共通性，這將促進(jìn)對FOXO調(diào)控壽命途徑的進(jìn)一步研究。

據(jù)了解，代方銀團(tuán)隊(duì)長期致力于家蠶的研究。此次跨界研究發(fā)現(xiàn)調(diào)控壽命的新基因，不僅拓展了家蠶作為研究衰老和壽命實(shí)驗(yàn)生物的應(yīng)用范圍，也標(biāo)志著在推進(jìn)家蠶模式化進(jìn)程中邁出了新的重要一步。