衰老是一種自然的過(guò)程，生物分子自然交聯(lián)學(xué)說(shuō)對(duì)此作過(guò)比較系統(tǒng)的闡述。該學(xué)說(shuō)在論證生物體衰老的分子機(jī)制時(shí)指出：生物體是一個(gè)不穩(wěn)定的化學(xué)體系，屬于耗散結(jié)構(gòu)。

體系中各種生物分子具有大量的活潑基團(tuán)，它們必然相互作用發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使生物分子緩慢交聯(lián)以趨向化學(xué)活性的穩(wěn)定。隨著時(shí)間的推移，交聯(lián)程度不斷增加，生物分子的活潑基團(tuán)不斷消耗減少，原有的分子結(jié)構(gòu)逐漸改變，這些變化的積累會(huì)使生物組織逐漸出現(xiàn)衰老現(xiàn)象。氧自由基是皮膚與身體加速衰老的第一殺手。

近日，有研究人員發(fā)現(xiàn)，一種名為ATSF-1的蛋白質(zhì)控制著新線粒體的產(chǎn)生和受損線粒體的修復(fù)之間的微妙平衡。

昆士蘭大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，人體細(xì)胞深處的一種蛋白質(zhì)具有抗衰老功能。昆士蘭腦研究所的Steven Zuryn副教授和Michael Dai博士發(fā)現(xiàn)，一種叫做ATSF-1的蛋白質(zhì)控制著新線粒體的產(chǎn)生和受損線粒體的修復(fù)之間的微妙平衡。線粒體擁有自己的DNA，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生能量，為生物功能提供動(dòng)力，但這一過(guò)程的有毒副產(chǎn)品會(huì)加快細(xì)胞的衰老速度。

Zuryn博士說(shuō):“在壓力條件下，當(dāng)線粒體DNA受損時(shí)，ATSF-1蛋白優(yōu)先修復(fù)，從而促進(jìn)細(xì)胞健康和長(zhǎng)壽。”作為一個(gè)類比，Zuryn博士將這種關(guān)系比作需要進(jìn)站的賽車。“當(dāng)線粒體需要修復(fù)時(shí)，ATSF-1會(huì)發(fā)出信號(hào)，表明細(xì)胞需要一個(gè)維修站。我們?cè)谛沱愲[桿線蟲中研究了ATFS-1，發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)其功能可以促進(jìn)細(xì)胞健康，這意味著線蟲變得更加靈活。它們沒(méi)有活得更久，但隨著年齡的增長(zhǎng)，它們更健康了。線粒體功能障礙是許多人類疾病的核心，包括癡呆和帕金森氏癥等與年齡有關(guān)的常見疾病。我們的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)對(duì)健康老齡化和遺傳性線粒體疾病患者產(chǎn)生令人興奮的影響。”

了解細(xì)胞如何促進(jìn)修復(fù)是確定可能的干預(yù)措施以防止線粒體損傷的重要一步。

Dai博士說(shuō):“我們的目標(biāo)是通過(guò)了解線粒體的退化如何促進(jìn)這一過(guò)程，延長(zhǎng)通常在衰老過(guò)程中衰退的組織和器官功能。我們最終可能會(huì)設(shè)計(jì)出讓線粒體DNA更健康的干預(yù)措施，從而提高我們的生活質(zhì)量。”

這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然細(xì)胞生物學(xué)》雜志上。

Chuan-Yang Dai, Chai Chee Ng, Grace Ching Ching Hung, Ina Kirmes, Laetitia A. Hughes, Yunguang Du, Christopher A. Brosnan, Arnaud Ahier, Anne Hahn, Cole M. Haynes, Oliver Rackham, Aleksandra Filipovska, Steven Zuryn. ATFS-1 counteracts mitochondrial DNA damage by promoting repair over transcription. Nature Cell Biology, 2023