Nature Aging建立了一个死亡计时器，显示细胞在死亡之前还剩下多长时间

　　

威尔·康奈尔医学院的研究人员称，细胞保持年轻的秘诀可能在于保持核仁（细胞核内的一种浓缩结构）的体积小。这一发现在酵母中得到了证实，酵母是一种以制作面包和啤酒而闻名的模式生物，但在细胞水平上与人类惊人地相似。

这项研究发表在11月25日的《自然衰老》杂志上，可能会带来新的长寿疗法，延长人类的寿命。它还建立了一个死亡计时器，显示细胞在死亡之前还剩下多长时间。

随着年龄的增长，人们更有可能患上癌症、心血管疾病和神经退行性疾病等健康问题。

“衰老是这些疾病的最高风险因素，”威尔康奈尔医学院病理学和实验室医学教授杰西卡泰勒博士说。“与其单独治疗每种疾病，更好的方法是开发一种治疗方法或补充剂，通过预防导致疾病的潜在分子缺陷来延缓疾病的发作。”核仁可能掌握着钥匙。

小包装

细胞核容纳细胞的染色体和核仁，核糖体DNA （rDNA）被安置在核仁中。核仁分离出编码核糖体RNA部分的rDNA，核糖体是制造蛋白质的机器。rDNA是基因组中最脆弱的部分之一，因为它的重复性使得它在受损时更难以维护和修复。如果rDNA中的损伤不能准确修复，就会导致染色体重排和细胞死亡。

从酵母菌到蠕虫再到人类，在衰老过程中核仁会扩大。另一方面，抗衰老策略，如限制卡路里摄入或少吃，会导致核仁变小。泰勒博士说：“限制热量摄入有很多不同的作用，没有人知道它是如何延长寿命的。”

泰勒博士和该论文的第一作者、博士后研究员伊格纳西奥·古铁雷斯（J. Ignacio Gutierrez）博士怀疑，保持核仁较小可以延缓衰老。为了验证这个想法，他们设计了一种人工方法，将rDNA固定在酵母细胞核周围的膜上，这样他们就可以控制何时锚定，何时不锚定。古铁雷斯博士说：“我们的系统的优势在于，我们可以将核仁大小与抗衰老策略的所有其他影响分离开来。”

研究人员发现，捆绑核仁足以使其保持紧密，而小核仁延迟衰老的程度与限制卡路里的程度大致相同。

最后时刻

有趣的是，在细胞衰老的整个生命周期中，核仁并没有以相同的速度扩张。在酵母生命的大部分时间里，它们都很小，但到了核仁大小的临界值时，核仁突然开始快速生长，膨胀到更大的尺寸。在达到这个阈值后，细胞平均只能再存活5次。

古铁雷斯博士说：“当我们看到它的大小不是线性增长时，我们知道一些真正重要的事情正在发生。”通过这个阈值似乎就像一个死亡计时器，记录下细胞生命的最后时刻。

在衰老过程中，DNA会累积损伤，其中一些损伤对细胞是毁灭性的。在测试中，研究小组发现，大核仁的rDNA比小核仁的更不稳定。此外，当结构变大时，通常被排除在核仁之外的蛋白质和其他因子不再被排除在外。这就好像核仁变得渗漏，让分子进入，可以对脆弱的rDNA造成严重破坏。

“凝聚体的全部意义在于分离生物反应，帮助它们更有效地工作，但现在当你有其他蛋白质进入核仁时，它会导致基因组不稳定，从而引发生命的终结，”泰勒博士说。这些蛋白质会导致灾难性的问题，比如染色体重排。

接下来，研究人员计划研究核仁对人类干细胞衰老的影响。干细胞是特殊的，因为它们有可能在死亡时取代其他类型的细胞。但最终，干细胞会停止分裂，因此研究人员希望利用从该项目中获得的知识使它们持续更长时间。

古铁雷斯博士说：“我很兴奋，我们可以将核仁的结构与修复过程联系起来，以一种可以从酵母到人类保存的方式。”