代谢率降低50%后,基因突变缺陷会自我修复

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该研究来自西北大学。科学家们发现,动物遗传调控网络和代谢水平高度同步。如果代谢水平下降,动物将有更长的时间来“微调”基因的表达。

这个简单的结论带来惊人的结果研究人员指出,这种微调可以使实验动物“忽略”一些有害的基因突变!

在模式生物果蝇中,该团队选择了显示基因调控异常的突变体。它们的转录因子,microRNA和其他调节基因的关键因子效果不佳,导致严重的发育缺陷。

然而,通过将其代谢率降低50%,由于这些基因突变而发生的发育缺陷已经消失!这不是偶然的现象。事实上,他们测试了几种不同的基因突变并观察到了相同的现象。

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参考文献[1])

“当果蝇以正常速度发育时,会出现问题,”该研究的负责人之一理查德卡特肖教授说。 “当我们放慢速度时,发展问题就会消失!果蝇的生长非常缓慢,但它们已经变得正常了。“

“这颠覆了我们所知道的关于发展的所有范例,”另一位导演LuísAmaral教授说。 “我们一直认为,如果我们”破坏“某些基因,就会导致严重的发育后果。但是对于一些For基因来说,只要新陈代谢速度减慢,就不会出现类似的问题。“

在众多发现中,最令人难以置信的可能是颠覆microRNA的“不可或缺性”。作为一种小RNA分子,microRNA存在于所有动物和植物中,并通过调节基因表达在发育,生理和行为中发挥重要作用。在过去,人们相信它对生命是不可或缺的,没有它就没有生命可以生存。

“超过20年的研究表明microRNA对生命至关重要。如果你没有microRNA,你会死,事情就像那样简单,”Carthew教授补充说:“但在我们的研究中,虽然突变了苍蝇不产生任何microRNA,但在减慢代谢率后,它们存活并最终发育成正常个体!我们的结论表明,不需要这整个基因调控家族。“

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参考文献[1])

研究人员指出,这些发现可以回答许多问题,例如为什么快速生长的肉鸡容易出现发育问题,以及为什么限制卡路里的饮食与长寿有关。

他们给出的答案是“反馈调节”,这种现象在生物学中很常见。你必须知道生命是一个非常复杂的系统,所以它的实际“操作系统”具有一定的灵活性,并会根据周围环境的变化作出相应的反应。

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参考文献[1])

几年后,西北大学的科学家通过实验证实了这一点。 “如果仔细观察不同蛋白质如何与单个细胞中的基因相互作用,因为所有成分和相互作用过于复杂,你的大脑就会不堪重负,”Amaral教授解释说。 “如果你继续快速发展,细胞存在一些问题,结果将是灾难性的。因此,细胞中有一个非常复杂的系统可以增加冗余并防止灾难性的后果。但如果你很慢,你可能不需要这个复杂的系统。因为你有更多的时间来慢慢调整错误并对其做出反应。“

以更一般的方式,由于代谢率的下降,细胞的工作变得更加悠闲。他们将“放慢工作,努力工作”,逐步修复成长过程中的小错误,最终成长为适当的健康状态。

研究人员指出,这一发现有望最终应用于人类。例如,我们知道癌细胞中存在许多突变,它们恰恰是一类非常快速代谢的细胞。如果我们可以减缓癌细胞的代谢率,也许我们可以让它们恢复正常,不再恶毒地生长。