一种看起来像“外星生物”的小老鼠,居然能活到30多岁——比普通老鼠长10倍!它就是裸鼹鼠,皮肤皱巴巴、眼睛小得看不见、浑身没毛,长得确实不太讨喜,但科学家们却对它爱得不行。为什么?因为它几乎不得癌症,衰老速度极慢,甚至被称作“不会老的啮齿动物”。
最近,由中国科学家陈等人领衔的一项重磅研究,终于揭开了裸鼹鼠长寿背后的分子秘密——关键竟然藏在一个叫“环鸟苷一磷酸-腺苷一磷酸合酶”(简称cGAS)的蛋白质里!
先别被这名字吓到,咱们慢慢聊。
cGAS在人类和小鼠体内,原本是个“免疫哨兵”:一旦细胞质里出现不该有的DNA(比如病毒入侵或者细胞损伤泄漏的DNA),它就会被激活,启动炎症反应,提醒身体“有危险!”
但问题来了——这个“哨兵”在执行任务时,居然会干扰细胞修复DNA的能力!具体来说,它会抑制一种叫“同源重组”(HR)的高保真DNA修复机制。而DNA修复一旦出问题,基因组就不稳定,细胞就容易衰老、癌变,人也就老得快。
可裸鼹鼠偏偏反其道而行之!
陈团队发现,裸鼹鼠体内的cGAS虽然名字一样,功能却完全“叛逆”了——它不仅不抑制DNA修复,反而大大增强了同源重组效率!这就像一个原本只会拉警报的保安,突然学会了帮工程师修电路,还修得又快又好。
那它是怎么做到的呢?秘密藏在它的蛋白质结构里:在cGAS的C端区域,裸鼹鼠的版本有四个氨基酸和其他哺乳动物完全不同。这四个“字母”的改变,看似微小,却引发了连锁反应。
原来,在人类细胞中,当DNA受损后,cGAS会被一种叫TRIM41的泛素连接酶“贴上标签”(泛素化),然后被一种叫P97的分离酶迅速从染色质上拽下来,导致它无法参与修复。
但在裸鼹鼠体内,那四个氨基酸突变让cGAS变得“低调”——泛素化水平大大降低,于是它能稳稳地待在染色质上更长时间。这一“赖着不走”,反而成了好事!它像一个临时支架,帮助两个关键修复蛋白——FANCI(范可尼贫血相关蛋白)和RAD50(DNA修复核心因子)——更好地结合在一起。
FANCI本来主要参与另一条修复通路,但在裸鼹鼠cGAS的“撮合”下,它开始协助RAD50精准定位到DNA断裂处,从而大幅提升同源重组的效率。
这可不是纸上谈兵。研究团队做了大量实验验证:他们把裸鼹鼠的cGAS基因导入果蝇体内,结果这些果蝇在面对氧化应激时,细胞衰老明显减少,器官退化变慢,寿命显著延长。更神奇的是,如果人为把那四个关键氨基酸“改回”人类版本,所有保护作用立刻消失——说明这四个氨基酸就是长寿开关!
更令人振奋的是,科学家还尝试了“跨物种治疗”:他们用腺相关病毒(AAV)作为载体,把裸鼹鼠的cGAS基因注射到老年小鼠体内。结果怎么样?这些老老鼠不仅行动更灵活(虚弱指数下降),连毛发都变黑了(灰白减少)!血液中标志衰老的炎症因子——比如免疫球蛋白G和白细胞介素-6——水平显著降低,多个器官里的衰老细胞也大幅减少。而这一切好处,同样依赖那四个氨基酸——如果换成人类cGAS,就没这效果。
这项研究的意义远不止解释裸鼹鼠为什么长寿。它首次揭示:一个原本被认为是“促衰老”的免疫调节蛋白,竟然可以通过微小的进化改变,逆转功能,变成“抗衰老卫士”。这打破了我们对cGAS的传统认知——它不只是炎症开关,更是DNA修复的调控枢纽。
更重要的是,它为人类抗衰老提供了全新思路:也许我们不需要发明全新药物,只需对现有蛋白进行“精准编辑”,就能激活身体自带的长寿机制。
说到这儿,不得不提一下这项研究的领头人——陈博士及其团队。他们长期致力于比较生物学与衰老机制研究,尤其擅长从极端长寿物种(如裸鼹鼠、弓头鲸)中挖掘抗衰老基因。这次的工作发表在顶级期刊上,并配发了Martinez等人的专题评论,足见其突破性。
他们没有停留在“观察现象”,而是深入到原子层面,解析了四个氨基酸如何改变蛋白命运,再通过跨物种功能验证,最终指向潜在的临床转化——这种从基础到应用的完整链条,正是现代生物医学研究的典范。
总结一下:裸鼹鼠之所以能活这么久、几乎不患癌,部分原因在于它的cGAS蛋白发生了四个关键氨基酸突变。这使cGAS从“DNA修复抑制者”转变为“修复促进者”,通过稳定染色质结合、促进FANCI-RAD50复合物形成,大幅提升基因组稳定性,从而延缓细胞和器官衰老。
这一发现不仅解开了裸鼹鼠长寿之谜,更为人类开发抗衰老疗法提供了全新靶点——未来,或许我们也能通过基因编辑或小分子药物,让人类的cGAS“学习”裸鼹鼠的智慧,开启健康长寿的新篇章。
四个氨基酸改写衰老密码!裸鼹鼠长寿秘密被破解