据Weill Cornell Medicine的研究人员称，保持细胞核仁（位于细胞核内的一个浓缩结构）小巧可能是保持细胞年轻的关键。这项研究在酵母中进行了详细阐述，酵母是一种著名的用于制作面包和啤酒的模型生物，其细胞水平上与人类惊人地相似。该研究于11月25日发表在《Nature Aging》杂志上，可能会导致新的长寿治疗方法，从而延长人类寿命。它还建立了一个死亡计时器，揭示了细胞在死亡前还能存活多长时间。
随着年龄的增长，人们更容易患上癌症、心血管疾病和神经退行性疾病等健康状况。衰老是这些疾病的最大风险因素。“与其分别治疗每种疾病，更好的方法是开发一种疗法或补充剂，通过防止导致这些疾病的潜在分子缺陷来延迟疾病的发作。”Weill Cornell Medicine病理学和实验室医学教授Jessica Tyler博士说。核仁可能是关键所在。
细胞核内含有染色体和核仁，其中核仁存储着核糖体DNA（rDNA）。核仁隔离了编码核糖体RNA部分的rDNA，而核糖体是蛋白质合成机器。由于其重复性质，rDNA是基因组中最脆弱的部分之一，因此更难以维持和修复。如果rDNA受损且无法准确修复，可能导致染色体重排和细胞死亡。
从酵母到线虫再到人类，核仁在衰老过程中会扩张。相反，像限制热量摄入这样的抗衰老策略会导致核仁变小。“限制热量摄入会产生许多不同的效果，但没有人确切知道它是如何延长寿命的。”Tyler博士说。Tyler博士和论文的第一作者、博士后研究员J. Ignacio Gutierrez博士怀疑保持核仁的小巧结构可以延缓衰老。为了验证这一想法，他们设计了一种人工方式，将rDNA固定在酵母细胞核周围的膜上，以便控制其何时固定和何时不固定。“我们系统的优势在于，我们可以将核仁大小与其他所有抗衰老策略的效果隔离开来。”Gutierrez博士说。
研究人员发现，将核仁固定足以保持其紧凑状态，小核仁延缓衰老的程度与限制热量摄入相当。
有趣的是，核仁在整个生命周期中并不是以相同的速度扩大的。在大多数酵母的生命中，核仁保持较小，但在达到某个核仁大小阈值后，核仁突然开始迅速增长并扩展到更大的尺寸。细胞在达到这一阈值后平均只能再进行约五次细胞分裂。“当我们看到核仁大小不是线性增加时，我们知道发生了非常重要的事情。”Gutierrez博士说。超过这个阈值似乎充当了一个死亡计时器，倒计时细胞生命的最后时刻。
在衰老过程中，DNA会积累损伤，其中一些损伤对细胞来说可能是毁灭性的。在测试中，研究团队发现大核仁的rDNA比小核仁的rDNA更不稳定。此外，当结构变大时，通常被排除在核仁之外的蛋白质和其他因子不再被阻挡在外。就好像核仁变得渗漏，让分子进入并破坏脆弱的rDNA。“凝聚物的整个目的是分离生物反应，帮助它们高效工作，但现在当有其他蛋白质进入核仁时，会导致基因组不稳定，触发生命终结。”Tyler博士说。这些蛋白质可能导致灾难性的问题，如染色体重排的累积。
接下来，研究人员计划研究核仁对人类干细胞衰老的影响。干细胞特别之处在于它们具有替代其他细胞类型的潜力。但最终，干细胞会停止分裂，因此研究人员希望利用该项目获得的知识使它们持续更长时间。“我很兴奋我们能够将核仁结构与修复过程联系起来，这种联系可以从酵母保守到人类。”Gutierrez博士说。
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