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Cell子刊:为什么长寿基因功能多样化?

2017/03/30 来源:生物探索
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导读
健康长寿是很多人的梦想,也是很多科学家们一直试图实现的目标。Sirtuin1(SIRT1)有着“长寿基因”的光环,被证实参与延缓衰老、抵抗疾病等生理功能。但是,我们对于它的分子机制却知之甚少。最新一篇发表在Cell子刊的文章揭示了Sirtuin1功能多样性背后的机理。


人类对于“长寿”的向往溯源已久,包括端粒、长寿药等在内的研究一直在进行中。世界各地的科研工作者们试图通过多种手段延长寿命、减少疾病负担。其中,长寿基因Sirtuin1(SIRT1)一直是该领域的研究热点。

长寿基因SIRT1

SIRT1是一种依赖于NAD+的组蛋白去乙酰化酶,是Sirtuin蛋白家族中研究最为广泛的一类蛋白。SIRT1广泛参与脂肪酸氧化、应激耐受、胰岛素分泌和葡萄糖合成等生理活动,这些生理活动与二型糖尿病、心血管疾病、代谢综合征、炎症和衰老等密切相关。已有研究发现,促进SIRT1酶活能够延长低等生物的寿命,对二型糖尿病肥胖小鼠也有较好的治疗作用。

SIRT1蛋白几乎存在于人类和小鼠的所有器官和所有生命周期中。过去二十年,科学家们一直试图解析SIRT1延缓衰老、抵抗包括糖尿病、肥胖、神经衰退、动脉粥硬化等疾病的分子机制。考虑到限制热量摄取可以激活SIRT1,科学家们致力于研发SIRT1激活剂治疗与年龄相关的疾病。但是,致力于激活这一基因/蛋白的研究却并不顺利,因为我们对SIRT1知之甚少,缺乏明确的生化特性。

关键蛋白区域决定SIRT1的功能


在这样的背景和未知下,来自于Tata研究所的Ullas Kolthur教授带领团队发现SIRT1蛋白存在一段保守区域(exon 2,E2),是负责SIRT1蛋白与其他细胞调节因子互作的关键结构。

目前的研究表明,E2是决定SIRT1蛋白功能的关键区域。这一小段蛋白区域通过调控SIRT1蛋白“与谁互作”,从而决定SIRT1的功能。重要的是,这一蛋白区域在大脑、睾丸等器官中会选择性表达。

研究人员表示,这一发现是SIRT1功能多样性的关键,有望解决一些困扰现代人类的非传染性疾病,并为我们理解长寿因子提供新的线索。

参考资料:

Unraveling the functional diversity of longevity gene SIRT1

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