Forskere fordoblede næsten gærcellernes levetid med et smart genetisk hack

Mens menneskelig aldring er resultatet af mange indbyrdes forbundne processer, er en af ​​de mest fundamentale den naturlige deteriordannelse af individuelle celler. Nu har forskere vist, at de kan bruge syntetisk biologi til at forlænge gærcellernes levetid markant.

I de senere år har der været en revolution i vores forståelse af aldringsbiologien. Dette åbner døren til tests der kan mere præcist vurdere vores "biologiske alder" samt medicinske indgreb som kunne hjælpe med at skrue tiden tilbage. Og løftet er enormt - at finde måder at forsinke aldring på kunne give økonomien en boost på flere billioner dollars, for ikke at nævne forbedring af livstilfredsheden for millioner af mennesker.

Men aldring er ikke en enkelt lineær proces, og er påvirket af flere biologiske veje. En af de vigtigste er den proces, hvorved individuelle celler i vores kroperne ældes og dør. Nu har forskere ved University of California San Diego vist, at de kan manipulere mekanismerne bag cellulær aldring for at øge gærcellernes levetid med så meget som 82 procent.

"Vores arbejde repræsenterer et proof-of-concept, der demonstrerer den vellykkede anvendelse af syntetisk biologi til at omprogrammere den cellulære ældningsproces, og kan lægge grundlaget for at designe syntetiske genkredsløbts for effektivt at fremme lang levetid i mere komplekse organismer,” forskerne wrodu ind et papir offentliggjort i sidste måned in Science.

Arbejdet bygger på en nøgle opdagelse den grop lavet i 2020, da de fandt ud af, at gærceller kan ældes på to forskellige måder. Omkring halvdelen af ​​dem så cellekernenus, som huser genomet, falder langsomt i stykker, mens den anden halvdel så kritiske energiproducerende strukturer kaldet mitokondrier gradvist forværres.

Det viste sig, at disse to processer var drevet af genetiske veje, der interagerede og var i stand til at undertrykke hinanden. Tilfældige forstyrrelser af cellen ret tidligt i dens liv får en af ​​disse processer til at få overtaget, hvilket resulterer i en slags genetisk "vippekontakt", der forpligter cellen til en af ​​de to aldringsveje.

I deres ny papir, besluttede forskerne at erstatte denne vippekontakt med en urlignende enhed kaldet en oscillator, der ville få cellen til at tikke frem og tilbage mellem dens to aldringsveje. For at gøre det brugte de først computersimuleringer til at forstå, hvordan det eksisterende aldringskredsløb fungerede, og brugte derefter thved forståelse at konstruere en ny kredsløb.

De indsatte the kredsløb ind i gærcellerne og målte, hvordan det påvirkede deres aldring. De omkoblede celler flikkede frem og tilbage mellem de to aldringstilstande, som forventet, uden nogensinde at forpligte sig til en. Forskerne fandt ud af, at dette førte til en næsten fordobling i levetid sammenlignet med standardceller.

In a relateret perspektiv offentliggørelsenkaste ind Videnskab, Howard Salis fra Pennsylvania State University said forskerne Vised at "en vej til at forstå og kontrollere cellulær aldring er at måle dynamikken i disse veje, udvikle systemdækkende modeller og anvende matematisk analyse til at lokalisere de justerbare knapper og udskiftelige ledninger, der kan manipuleres for at omdirigere en celles naturlige dynamik væk fra aldring. og mod opretholdelse af sunde celletilstande."

At oversætte deres arbejde i gærceller, så det kan virke i folk vil tage a betydeligt arbejde, men forskerne siger, at de allerede er begyndt at eksperimentere med menneskelige celler. Og Nan Hao, der ledede research, fortalt Vice at than approach kunne i sidste ende føre til levedygtige terapier.

"Jeg kan ikke se, hvorfor det ikke kan anvendes på mere komplekse organismer,” sagde han. »Hvis det skal introduceres til mennesker, så vil det være en bestemt form for genterapi. Selvfølgelig er det stadig et stykke vej frem, og de største bekymringer er etik og sikkerhed."

Hvis disse forhindringer kan fjernes, kan dette dog repræsentere et grundlæggende gennembrud i vores søgen efter at bremse tidens uundgåelige fremmarch.

Billede Credit: Ernesto Del Aguila III, NHGRI/NIH

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Viden forstærket. Adgang her.
• Udmøntning af fremtiden med Adryenn Ashley. Adgang her.
• Køb og sælg aktier i PRE-IPO-virksomheder med PREIPO®. Adgang her.
• Kilde: https://singularityhub.com/2023/05/08/scientists-nearly-doubled-yeast-cells-longevity-with-a-clever-genetic-hack/