Forskere har nesten doblet gjærcellenes levetid med et smart genetisk hack

Mens menneskelig aldring er et resultat av mange sammenkoblede prosesser, er en av de mest grunnleggende den naturlige deteriordannelse av individuelle celler. Nå har forskere vist at de kan bruke syntetisk biologi for å forlenge levetiden til gjærcellene betydelig.

De siste årene har det vært en revolusjon i vår forståelse av biologien til aldring. Dette åpner døren til tester som mer nøyaktig kan vurdere vår "biologiske alder" også medisinske inngrep som kan hjelpe å skru klokken tilbake. Og løftet er stort - å finne måter å utsette aldring på kan gi økonomien en løft på flere billioner dollar, for ikke å snakke om å forbedre livstilfredsheten for millioner av mennesker.

Men aldring er ikke en enkelt lineær prosess, og påvirkes av flere biologiske veier. En av de viktigste er prosessen der individuelle celler i kroppen vårkaper eldes og dør. Nå har forskere ved University of California San Diego vist at de kan manipulere mekanismene bak cellulær aldring for å øke levetiden til gjærceller med så mye som 82 prosent.

"Arbeidet vårt representerer et proof-of-concept, som demonstrerer vellykket anvendelse av syntetisk biologi for å omprogrammere den cellulære aldringsprosessen, og kan legge grunnlaget for utforming av syntetiske genkretserts for effektivt å fremme lang levetid i mer komplekse organismer," forskerne wrodu inn et papir publisert forrige måned in Science.

Arbeidet bygger på en nøkkelfunn den grlaget i 2020, da de fant ut at gjærceller kan eldes på to forskjellige måter. Rundt halvparten av dem så cellekjernenus, som huser genomet, faller sakte i stykker, mens den andre halvparten så kritiske energiproduserende strukturer kalt mitokondrier gradvis forverres.

Det viste seg at disse to prosessene ble drevet av genetiske veier som interagerte og var i stand til å undertrykke hverandre. Tilfeldige forstyrrelser av cellen ganske tidlig i livet fører til at en av disse prosessene får overtaket, noe som resulterer i en slags genetisk "vippebryter" som binder cellen til en av de to aldringsveiene.

I deres nytt papir, bestemte forskerne seg for å erstatte denne vippebryteren med en klokkelignende enhet kalt en oscillator som ville få cellen til å tikke frem og tilbake mellom dens to aldringsveier. For å gjøre det brukte de først datasimuleringer for å forstå hvordan den eksisterende aldringskretsen fungerte, og deretter brukte de thved å forstå å konstruere en ny krets.

De satte inn the krets inn i gjærcellene og målte hvordan det påvirket deres aldring. De omkoblede cellene flikket frem og tilbake mellom de to aldringstilstandene, som forventet, uten noen gang å forplikte seg til en. Forskerne fant at dette førte til en nesten dobling i levetid sammenlignet med standardceller.

In a relatert perspektiv offentkaste inn Vitenskap, Howard Salis fra Pennsylvania State University said forskerne Vised at "en vei til å forstå og kontrollere cellulær aldring er å måle dynamikken i disse banene, utvikle systemomfattende modeller og bruke matematisk analyse for å finne de justerbare knottene og utskiftbare ledningene som kan manipuleres for å omdirigere en celles naturlige dynamikk bort fra aldring. og mot opprettholdelse av sunne celletilstander."

Å oversette arbeidet sitt i gjærceller slik at det kan fungere i folk vil ta a betydelig arbeid, men forskerne sier de allerede har begynt å eksperimentere med menneskelige celler. Og Nan Hao, som ledet research, fortalte vice Det than approach kan til slutt føre til levedyktig terapeutikk.

"Jeg ser ikke hvorfor det ikke kan brukes på mer komplekse organismer, sa han. «Hvis det skal introduseres til mennesker, vil det være en viss form for genterapi. Selvfølgelig er det fortsatt et stykke frem, og de største bekymringene er etikk og sikkerhet.»

Hvis disse hindringene kan fjernes, kan dette imidlertid representere et grunnleggende gjennombrudd i vår søken etter å bremse tidens uunngåelige marsj.

Bilde Credit: Ernesto Del Aguila III, NHGRI/NIH

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• Minting the Future med Adryenn Ashley. Tilgang her.
• Kjøp og selg aksjer i PRE-IPO-selskaper med PREIPO®. Tilgang her.
• kilde: https://singularityhub.com/2023/05/08/scientists-nearly-doubled-yeast-cells-longevity-with-a-clever-genetic-hack/