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裸鼹鼠,这种外形奇特的小动物,以其超长的寿命和独特的生理特性,成为科学界研究长寿机制的重要模型。它们的寿命可达41岁,是同体型啮齿动物的10倍,而且几乎不患癌症、神经退行性疾病等衰老相关疾病。裸鼹鼠为什么能如此长寿?它们的长寿机制又能否为人类带来启示?
裸鼹鼠的长寿并非单一因素的结果,而是基因与环境共同作用的结果。它们独特的生理特性,如极低的基础代谢率、强大的抗氧化能力、对低氧环境的适应能力等,都为长寿提供了基础。
裸鼹鼠的基因组与人类有较高的相似度,这使得它们成为研究人类长寿的理想模型。科学家们发现,裸鼹鼠的cGAS蛋白具有独特的适应性演化,仅四个氨基酸的差异,就能使其功能从抑制DNA修复转变为增强DNA修复,从而显著提高同源重组修复效率,延缓衰老进程。
cGAS蛋白,即环鸟苷酸-腺苷酸合成酶,是细胞内的免疫传感器,负责识别细胞质中异常的DNA,并启动免疫反应来抵御潜在病原体。在细胞核内,cGAS蛋白却扮演着不同的角色。
在人类细胞核中,cGAS蛋白会抑制DNA的同源重组修复,导致基因组不稳定,加速衰老。而裸鼹鼠的cGAS蛋白则相反,它能显著提升同源重组修复效率,帮助维持基因组稳定性,从而延缓衰老。
这种差异源于裸鼹鼠cGAS蛋白C端结构域中四个关键氨基酸的替换(S463D/E511K/Y527L/T530K)。这四个氨基酸的改变,使得裸鼹鼠的cGAS蛋白难以被TRIM41酶识别和降解,从而能在DNA损伤位点上长期驻留,并与关键修复因子FANCI和RAD50结合,形成修复蛋白的“支架”,加速DNA修复过程。
裸鼹鼠的长寿机制为人类寿命延长提供了新的思路。科学家们正在尝试将裸鼹鼠cGAS蛋白的基因或其活性成分导入人体,以增强DNA修复能力,延缓衰老进程。
同济大学毛志勇教授团队的研究表明,将裸鼹鼠cGAS蛋白导入果蝇和小鼠体内,能显著延长它们的寿命,改善老年期健康,减少衰老相关标志物。这为人类通过基因改造延长寿命提供了初步证据。
裸鼹鼠的长寿机制为我们揭示了长寿的奥秘,也为人类寿命延长提供了新的可能性。虽然目前尚无直接将裸鼹鼠基因应用于人体的临床试验,但随着研究的深入,我们有理由相信,未来人类能够借助裸鼹鼠的基因优势,实现寿命的延长和健康寿命的提升。
裸鼹鼠的长寿之谜,不仅为我们带来了科学的惊喜,也引发了我们对生命本质的思考。随着研究的不断深入,我们有望揭开更多长寿的奥秘,为人类健康和长寿开辟新的道路。
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