抗衰:生殖细胞决定线粒体之间的交流


本文要点:
  • 研究人员发现大脑中的线粒体通过囊泡向全身其他细胞传递信号,以延长生命。
  • 线粒体损伤会触发细胞中的一种修复反应,称为未折叠蛋白应激,这种修复活动有助于延长寿命。
  • 寿命的延长与生殖细胞中的基因表达有关,随着年龄的增长,生殖细胞逐渐无法有效传递大脑线粒体的信号,导致身体功能下降。

这项研究建立在最近的一项研究基础上,该研究表明线粒体是一种社会细胞器,即使它们位于不同的组织中,也可以相互交谈。从本质上讲,线粒体的功能就像细胞的对讲机,向全身发送影响整个有机体生存和寿命的信息。

一些研究结果发表在《科学进展》上,其他研究结果则于秋季发布在科学预印本服务器 biorxiv.org上。

线粒体被破坏反而活得久
在过去的十年中,细胞生物学家安德鲁·迪林(Andrew Dillin)发现了一种调节衰老的新途径的生化细节,通过该途径,全身细胞中的线粒体可以传达细胞健康信息。

大约十年前,细胞生物学家安德鲁·迪林 ([url=https://www.dillinlab-berkeley.org/] Andrew Dillin) 首次发现了这种调节寿命的新途径的线索。[/url]当他在秀丽隐杆线虫中寻找延长寿命的基因时,他发现对线粒体进行基因破坏可以使线虫的寿命延长 50%。

线粒体是细胞功能的核心。然而,破坏线粒体的平稳运作却迫使线虫活得更久?

线虫神经系统中受损的线粒体似乎是造成这种效应的原因。神经元决定了生物体的其他部分。

现在,迪林和他的团队通过发现有关大脑中的线粒体如何与线虫体内的细胞进行通信以延长寿命的新细节:

  • 首先,他必须了解为什么大脑线粒体的损​​伤可能对有机体产生有益的影响。线粒体产生能量的过程需要极其复杂的分子机器,其中包含数十种不同的蛋白质部分。
  • 当出现问题时,例如某些组件丢失或错误折叠时,线粒体会激活应激反应,称为未折叠蛋白反应,它会提供修复酶来帮助复合物正确组装并恢复线粒体功能。通过这种方式,未折叠的蛋白质反应可以保持细胞健康。
  • 这一过程不仅在线粒体受损的神经元内部展开,线虫身体其他组织中的细胞也开启了修复反应,即使它们的线粒体完好无损。
  • 正是这种修复活动帮助蠕虫延长了寿命。
  • 就像定期开车去修理厂一样,未折叠的蛋白质反应似乎可以使细胞保持良好的运行秩序,并起到抗衰老的作用。

那么其他细胞是怎么知道这个被破坏的线粒体引发了应激反应,也就是未折叠蛋白反应?

  • 应激神经元中的线粒体正在使用囊泡(一种气泡状容器,可以在细胞周围或细胞之间移动物质)将一种名为Wnt的信号从神经细胞传递到体内的其他细胞。
  • 生殖细胞在神经系统和身体其他部位组织之间传递Wnt 信号方面发挥着关键作用。
  • 在生殖细胞线粒体中表达的基因(而不是在其他线粒体中)可以中断 Wnt 的发育过程。
  • 随着线虫年龄的增长,它的生殖细胞传递修复信号的效率越来越低,因此它的身体也会衰退。
  • 只要生殖细胞健康,它们就会发出促生存信号,以确保宿主生物体存活下来并繁殖。
总之
线粒体之间的通信可能是其作为自由生活细菌的遗传来源的遗留能力。如果这项研究在人类等复杂生物中得到验证,那么你的线粒体可能正在相互交流你的年龄。

重要的是,除了基因程序(基因表达的程序)之外,还有一个非常重要的因素来调节衰老,那就是线粒体之间的通讯。它们的交流能力可能是自由生活的线粒体细菌祖先的遗物。

只要生殖细胞健康,它们就会发出促生存的线粒体之间通讯,以确保宿主生物体存活下来并繁殖。