研究顯示這種蛋白質可以幫助對抗衰老

科學家發現了一種未知的細胞代謝遺傳機制，隨著衰老而變得越來越不正常。

瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的研究人員表示，他們的研究結果可能會為治療老齡化和與年齡有關的疾病帶來新的治療目標。

他們的發現涉及一種改變線粒體功能的蛋白質，線粒體是細胞內的微小能量部門，能夠為它們提供能量。

EPFL團隊發現老年動物的大腦和肌肉組織含有高水準的蛋白質，這被稱為pumilio RNA結合家族成員2（PUM2）。

一研究論文在雜誌Molecular Cell上介紹老化如何導致更高水準的PUM2，這反過來又降低稱為線粒體分裂因子（MFF）另一種蛋白質的水準。

MFF幫助細胞將大的線粒體分解成更小的部門並清除它們。來自老年動物的組織樣品也具有較低水準的MFF。

研究人員提出，隨著動物年齡的增長，PUM2 / MFF通路變得越來越失調。

隨著PUM2水準的上升，它們降低了MFF的水準。結果是細胞越來越不能分解並清除較小的線粒體。隨著時間的推移，細胞和組織會積聚越來越多的大而不健康的線粒體。

RNA結合蛋白和衰老

PUM2是RNA結合蛋白。這些分子通過與信使RNA（mRNA）分子結合而改變基因表達，所述信使RNA（mRNA）分子攜帶用於細胞處理的DNA代碼。

在最近的研究中，研究小組發現，當PUM2與攜帶MFF DNA編碼的mRNA分子結合時，它會阻止細胞從這些mRNA分子中產生MFF蛋白的能力。

大多數關於影響細胞和組織衰老的分子的研究傾向於關注基因轉錄成mRNA。然而，這只是將基因中保存的資訊轉移到細胞運作中的複雜過程的第一步。

當他們決定調查基因轉錄後發生的步驟時，EPFL研究人員發現了PUM2 / MFF途徑。

當他們篩選動物細胞以鑒定隨年齡變化的RNA結合蛋白時，他們發現PUM2在老年動物中特別升高。

PUM2僅與具有其識別位點的mRNA分子結合。當它附著在mRNA上時，它會阻止代碼翻譯成相應的蛋白質。

通過採用「系統遺傳學」方法，研究小組發現了PUM2結合的先前未知的mRNA。這是攜帶細胞製作MFF代碼的mRNA。

基因編輯逆轉了與年齡相關的影響

在研究的另一部分，研究人員展示了如何有可能扭轉PUM2對細胞和組織的年齡相關影響。

使用CRISPR-Cas9基因編輯技術，他們通過沉默其相應的編碼基因來減少老鼠肌肉中的PUM2。

這導致更高水準的MFF蛋白質 - 通過增加分解和廢物清除 - 改善老年小鼠的線粒體功能。

研究小組還研究了蛔蟲秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）中的類似機制，這是科學家經常用來研究分子途徑的模型。

在蛔蟲中，衰老誘導更高水準的RNA結合蛋白PUF-8。研究人員發現，在較老的蠕蟲中沉默PUF-8的相應基因可以改善其線粒體的功能並延長其壽命。

其他研究已將RNA結合蛋白與神經肌肉退行性疾病聯繫起來。他們還證明，他們經常聚集成稱為病理顆粒的團塊。

EPFL研究人員發現，PUM2具有類似的趨勢，隨著衰老，聚集成結合併捕獲MFF mRNA的粒子。