电分析化学国家重点实验室

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基于能量地貌的量化分析揭示线虫衰老的内在机制
文章来源:发布时间:2017-01-12

  中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室研究员、美国石溪大学教授汪劲和电分析化学国家重点实验室助理研究员赵磊,通过量化分析线虫衰老相关的势能地貌,揭示了线虫衰老的内在机制,并指出了逆转衰老过程的可能性和相应的路径。该成果在Journal of the Royal Society Interface发表后,石溪大学网站于11月30日报道了汪劲研究员课题组的这项工作。  

  近年来,科学家们通过实验发现,对一些特定基因的编辑能够大幅延长秀丽隐杆线虫的寿命(lifespan),但这些基因之间是如何相互作用,从而形成一种机制来影响线虫的衰老过程却尚未得到明确的解释。  

  汪劲研究员课题组通过构建与线虫衰老相关的基因调控网络,对决定其动力学的势与流地貌进行了量化分析。发现描述线虫衰老的势能地貌中存在衰老化(ageing)和年轻化(rejuvenation)两个可以通过基因表达强度进行区分的系统状态。通过模拟基因静默(gene silencing)实验发现,当静默有益于或有害于长寿的基因时,分别提高了衰老化或年轻化状态的稳定性,揭示出两种系统状态与线虫寿命之间的关系,进而识别了对衰老化和年轻化有较大影响的基因和基因调控。在自然条件下,衰老化状态的稳定性会随着线虫的衰老而逐渐增强,然而基因编辑和环境变化可以改变两种状态的稳定性,从而逆转生命体衰老的趋势。  

  该项工作从系统层面量化分析了线虫衰老的动态演化过程,揭示了衰老以及其逆转过程(返老还童)的相应内在机制及途经,为研究生命体衰老这一课题提供了一个全局量化的物理模型。  

  

  描述线虫衰老与返老还童过程的动态地貌 

  

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