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一直以來(lái)，生活在溫泉中以及深海熱液噴口中的微生物，是令眾多科學(xué)家為之著迷的事物?，F(xiàn)在，這些能夠在超過(guò)100°C的溫度下生存的微生物再次引發(fā)了科學(xué)家的興趣。因?yàn)樗鼈儾粌H能夠在一些“極端環(huán)境”下生存，而且還可能隱藏著與人類(lèi)等更多復(fù)雜生物長(zhǎng)壽有關(guān)的奧秘。

在一項(xiàng)新發(fā)表于《細(xì)胞代謝》的研究中，研究人員在一些嗜熱的古核生物身上發(fā)現(xiàn)了一種基因突變，這種突變能夠防止蛋白質(zhì)在合成的過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。通過(guò)將這種突變引入到酵母、果蠅以及秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)體內(nèi)，研究人員首次證實(shí)了，減少蛋白質(zhì)誤差（protein error）與延長(zhǎng)壽命之間有著直接聯(lián)系。

基因是細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和其他分子的“構(gòu)建藍(lán)圖”，然而在基因的翻譯過(guò)程中，時(shí)有故障出現(xiàn)，導(dǎo)致有缺陷的蛋白質(zhì)產(chǎn)生。一直以來(lái)，許多與衰老有關(guān)的研究都集中在基因突變的積累上，而影響機(jī)體健康的蛋白質(zhì)誤差則在很大程度上被忽視了。事實(shí)上，新的蛋白質(zhì)在合成過(guò)程中出現(xiàn)誤差的頻率，比基因在復(fù)制過(guò)程中產(chǎn)生突變更加頻繁。

核糖體是進(jìn)行基因翻譯的一個(gè)關(guān)鍵所在，它能夠利用DNA指令將氨基酸組裝成蛋白質(zhì)。當(dāng)核糖體犯錯(cuò)時(shí)，產(chǎn)生的蛋白質(zhì)就可能無(wú)法正確折疊。目前，科學(xué)家已經(jīng)知道蛋白質(zhì)的錯(cuò)誤折疊或聚集與一些疾病密切相關(guān)，比如阿爾茨海默病、帕金森病等等。在通常情況下，細(xì)胞是有能力發(fā)現(xiàn)并處理這些有缺陷的蛋白質(zhì)的，但這種“維修功能”會(huì)隨著生物體年齡的增長(zhǎng)而減弱。

在新的研究中，研究人員開(kāi)始思考這些問(wèn)題：蛋白質(zhì)誤差的減少能否改善健康狀況？減少翻譯錯(cuò)誤能夠延長(zhǎng)壽命嗎？

他們對(duì)一種名為RPS23的蛋白質(zhì)進(jìn)行了研究，這是核糖體中對(duì)準(zhǔn)確翻譯至關(guān)重要的一個(gè)部分。從奶牛到腸道微生物，研究人員發(fā)現(xiàn)在許多物種體內(nèi)，PRS23的一個(gè)關(guān)鍵位置上存在一種相同的氨基酸——唯獨(dú)在幾種嗜熱的微生物身上出現(xiàn)了例外。

這是一些可以在極端的高溫和酸性環(huán)境下茁壯成長(zhǎng)的單細(xì)胞古核生物，研究人員發(fā)現(xiàn)，它們的核糖體的那個(gè)關(guān)鍵位置的氨基酸被另一種氨基酸取代了，出現(xiàn)了一種名為RPS23 K60R的突變。這種突變引發(fā)了研究人員的好奇。在實(shí)驗(yàn)室中，他們通過(guò)基因編輯技術(shù)CRISPR，使酵母、果蠅以及秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)這三種簡(jiǎn)單的模型生物也出現(xiàn)這種突變。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與未經(jīng)過(guò)基因編輯的對(duì)照組相比，擁有了這種突變的酵母、果蠅以及秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)擁有更少的蛋白質(zhì)誤差，而且它們都能在更高的溫度下存活。數(shù)據(jù)顯示，被基因編輯過(guò)后的這三種生物，壽命延長(zhǎng)了9%到23%。而且隨著年齡的增長(zhǎng)，它們也比未經(jīng)編輯過(guò)的對(duì)照組表現(xiàn)得更為健康。

也就是說(shuō)，這些生物可以只通過(guò)一個(gè)單個(gè)的基因突變，就改善其蛋白質(zhì)的合成，并延長(zhǎng)其壽命。這是一項(xiàng)令人驚喜的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)橐酝鶎?duì)衰老和長(zhǎng)壽的研究表明，單個(gè)突變很容易讓事情變得更糟，因此這是非常困難且少見(jiàn)的現(xiàn)象。

目前，研究人員還不清楚這種突變是如何提高核糖體的準(zhǔn)確性的；同樣不清楚的是，如果這種突變是有益的，為什么只有幾種特定的古生菌具有這種現(xiàn)象？

研究人員推測(cè)，或許在不那么極端的環(huán)境中，基因突變所付出的代價(jià)會(huì)超過(guò)它能帶來(lái)的好處。而在高溫環(huán)境下，蛋白質(zhì)更容易發(fā)生錯(cuò)誤折疊，因此給生物體精確地制造蛋白質(zhì)帶來(lái)了很大的難度。另外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，被基因編輯過(guò)的酵母、蒼蠅和秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)的生長(zhǎng)會(huì)得到延緩，而這對(duì)于需要快速發(fā)展以與其他物種爭(zhēng)奪資源的生物來(lái)說(shuō)，會(huì)是一種昂貴的代價(jià)。

盡管未知的問(wèn)題還有很多，但這項(xiàng)研究仍是一項(xiàng)了不起的突破，它標(biāo)志著生物學(xué)家在思考衰老原因時(shí)的一種范式轉(zhuǎn)變，顯著提高了科學(xué)家對(duì)于與長(zhǎng)壽有關(guān)的關(guān)鍵因素的理解。它表明了蛋白質(zhì)在合成中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，是導(dǎo)致衰老的一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)因素，這也將成為未來(lái)在研發(fā)可以促進(jìn)健康衰老的藥物時(shí)的一個(gè)關(guān)注焦點(diǎn)。

目前，一些已經(jīng)獲得批準(zhǔn)可用于人類(lèi)的藥物也可以減少蛋白質(zhì)誤差，比如雷帕霉素、曲美替尼等等，這些藥物也被認(rèn)為是抗衰老藥物。未來(lái)，科學(xué)家或許將有更大的動(dòng)力去尋找能夠?qū)Ψg的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響的其他化合物，從而更好地改善與衰老有關(guān)的疾病的藥物和治療方法。