粒線體在壽命延長中的角色

原文連結:MITOCHONDRIA BEHIND LIFE SPAN EXTENSION


在十月分的Cell雜誌中，研究者發現低蛋白飲食造成的壽命延長可能來自粒線體，至少在果蠅當中是如此。這個發現可能有助於解釋飲食控制如何延長各種生物--包括酵母、蠕蟲、小鼠以及猴類。



南加大的分子生物學家 John Tower表示：「這個研究結果真的十分令人興奮，因為它開始朝向機制方面的探討。」

雖然研究者們早已知道減少熱量攝取能夠延長生命，但這個現象背後的機制仍不明朗。過去的研究結果指出當熱量攝取減少，細胞會改變某些與壽命相關的基因的轉錄頻率，而轉錄出的mRNA進而被轉譯為蛋白質。有許多科學家將他們的目標放在這整個過程的第一步，也就是研究這些mRNA的轉錄率在熱量攝取減少時如何上升或下降，但巴克老化研究中心(Buck Institute of Age Researchin Novato, California)的研究者， Pankaj Kapahi與他的同事們採取了不同的策略。

Kapahi表示：「有許多人一直將重心放在DNA轉錄成RNA的過程上，但我們覺得下一個步驟
也值得探討。」

Kapahi的研究團隊以低蛋白飲食餵養果蠅，然後估計mRNA轉譯效率的改變。他們發現有數百種mRNA的轉譯率在低蛋白飲食下上升，在這當中有一部分的基因在先前的研究並未將其視為影響壽命的主要因素。Kapahi表示：「這顯示出轉譯在壽命延長的機轉中也扮演了相當重要的角色。」

更重要的是，這些被指認出來的基因所轉譯出的蛋白有許多都與粒線體--也就是細胞的發電廠--相關，而粒線體在先前的研究中也被認為在老化中扮演重要的角色。研究者發現那些食用低蛋白飲食的果蠅的粒線體活性比起對照組要高，這可能顯示牠們轉換能量的效率更好。Tower表示：「粒線體與老化緊密相關。」

為了確認粒線體是否真的與壽命的延長有關，研究者誘發他們鎖定的數個基因使之突變，在經過這樣的操作後，低熱量飲食帶來的好處也隨之消失，這顯示那些與粒線體相關的蛋白質的確是延長壽命的機轉中不可或缺的一份子。

研究者也發現稱為4E-BP的蛋白質在粒線體功能中扮演重要角色。通常4E-BP會阻止細胞中的蛋白質轉譯。Kapahi說，4E-BP的工作是告訴細胞何時它們不該再努力去製作一些並不需要的蛋白質。但研究者發現，在低蛋白飲食的果蠅中，4E-BP反而促進了一些粒線體蛋白的合成。

藉著提升那些正常飲食的果蠅體內的4E-BP量，研究者發現牠們的壽命同樣延長了，這暗示4E-BP在粒線體在壽命增長上發揮的功能扮演關鍵性的角色。Kapahi說：「你可以藉著提高4E-BP的量來逆轉年齡所造成的粒線體功能損傷。」

這項研究結果與近年來對低蛋白飲食對人類帶來的抗癌抗老化作用是吻合的。

Kapahi最後說：「蛋白質扮演的絕對是大咖的角色。」