衰老,染色体和食物限制
Counting calories. The
connection between caloric restriction (CR), the SIR2 protein, and chromatin silencing. The maintenance or silencing of chromatin may be at the center of processes leading to the aging
of cells and development of cancer. Red outlined boxes indicate
processes found in mammals but not in yeast. Dark yellow boxes
indicate pathways in yeast that are connected and that
, 百拇医药
contribute to aging (3). ROS, reactive oxygen species.
导致衰老的原因现在大致有两种看法,一是由于内源或外源的因素损伤了胞内或胞外的正常分子,二是由编程或染色体老化造成的基因表达变化,这两种观点究竟是重叠还是无关的目前还不清楚。
先不考虑这些假说,现在有一种被认为可以用来检测动物衰老的一个重要工具,那就是食物限制(Caloric
Restriction),食物限制意即50%-70%的减少动物摄入的食物。已经发现可以延长包括哺乳动物在内的许多物种动物的生命周期。食物限制可以延长大多与衰老相关的病理症状,改变许多衰老相关的过程。有人认为食物限制延长寿命的原因是降低了氧化压力,减少了氧自由基造成的损伤。尽管经过了近十年的研究,CR作用的主要途径还是不清楚,Science
, 百拇医药 V289,No.5487,Lin etal.报道了一个将CR与基因表达调控和抑制重组造成的DNA损伤结合在一起的结果。
Lin etal.用酿酒酵母进行实验,酿酒酵母的生命周期用其能完全分裂的次数来量度。通过限制酵母培养基中的葡萄糖进行食物限制。CR能使酿酒酵母的生命周期延长20%-40%,与哺乳类相仿。
他们发现此过程中NPT1,SIR2两基因是必需的,NPT1基因编码一个NAD合成酶,NAD在能量代谢中是重要的中间物,SIR2编码促染色体结构紧密的蛋白,Sir2p。Lin etal.发现Sir2p是一个NAD-dependent的组蛋白去乙酰基化酶,Sir2p通
过将组蛋白上酪氨酸的乙酰基去除来是染色体结构紧密,从而抑制基因表达,抑制同源重组。
同源重组是修补损伤DNA的一个手段,但在酿酒酵母中,也可是高度重复的rDNA发生重组,而产生rDNA小环,rDNA小环是酵母衰老的主要原因。
, 百拇医药
那么Sir2p能否抑制rDNA小环的产生呢?Lin etal.果然发现了食物限制的酿酒酵母中的rDNA小环明显减少了。
这个发现将几个疑点串成了一条完整的线索,如图。
相关文章:
Requirement
of NAD and SIR2 for Life-Span Extension by Calorie Restriction in
Saccharomyces cerevisiae.
Su-Ju
Lin, Pierre-Antoine Defossez, and Leonard Guarente
, 百拇医药
Science
2000 289: 2126-2128. (in Reports) E. J. Masoro, Exp. Gerontol. 35, 299 (2000) [Medline]. R.
S. Sohal and R. Weindruch, Science 273, 59 (1996).
S.
Lin et al., Science 289, 2126 (2000).
S. M. Jazwinski, Science 273, 54 (1996). E.
Han et al., Mech. Ageing. Dev. 115, 157 (2000) [Medline]. J.
, http://www.100md.com
Surralles et al., Am. J. Hum. Genet. 65, 1617 (1999) [Medline].
G.
S. Roth et al., J. Am. Geriatr. Soc. 127, 896 (1999) [Medline]. C. E. Yu et al., Science 272, 258 (1996). J.
Campisi, In Vivo 14, 183 (2000) [Medline]. R. J. Hodes, J. Exp. Med.
190, 153 (2000) [Medline]., 百拇医药
connection between caloric restriction (CR), the SIR2 protein, and chromatin silencing. The maintenance or silencing of chromatin may be at the center of processes leading to the aging
of cells and development of cancer. Red outlined boxes indicate
processes found in mammals but not in yeast. Dark yellow boxes
indicate pathways in yeast that are connected and that
, 百拇医药
contribute to aging (3). ROS, reactive oxygen species.
导致衰老的原因现在大致有两种看法,一是由于内源或外源的因素损伤了胞内或胞外的正常分子,二是由编程或染色体老化造成的基因表达变化,这两种观点究竟是重叠还是无关的目前还不清楚。
先不考虑这些假说,现在有一种被认为可以用来检测动物衰老的一个重要工具,那就是食物限制(Caloric
Restriction),食物限制意即50%-70%的减少动物摄入的食物。已经发现可以延长包括哺乳动物在内的许多物种动物的生命周期。食物限制可以延长大多与衰老相关的病理症状,改变许多衰老相关的过程。有人认为食物限制延长寿命的原因是降低了氧化压力,减少了氧自由基造成的损伤。尽管经过了近十年的研究,CR作用的主要途径还是不清楚,Science
, 百拇医药 V289,No.5487,Lin etal.报道了一个将CR与基因表达调控和抑制重组造成的DNA损伤结合在一起的结果。
Lin etal.用酿酒酵母进行实验,酿酒酵母的生命周期用其能完全分裂的次数来量度。通过限制酵母培养基中的葡萄糖进行食物限制。CR能使酿酒酵母的生命周期延长20%-40%,与哺乳类相仿。
他们发现此过程中NPT1,SIR2两基因是必需的,NPT1基因编码一个NAD合成酶,NAD在能量代谢中是重要的中间物,SIR2编码促染色体结构紧密的蛋白,Sir2p。Lin etal.发现Sir2p是一个NAD-dependent的组蛋白去乙酰基化酶,Sir2p通
过将组蛋白上酪氨酸的乙酰基去除来是染色体结构紧密,从而抑制基因表达,抑制同源重组。
同源重组是修补损伤DNA的一个手段,但在酿酒酵母中,也可是高度重复的rDNA发生重组,而产生rDNA小环,rDNA小环是酵母衰老的主要原因。
, 百拇医药
那么Sir2p能否抑制rDNA小环的产生呢?Lin etal.果然发现了食物限制的酿酒酵母中的rDNA小环明显减少了。
这个发现将几个疑点串成了一条完整的线索,如图。
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Requirement
of NAD and SIR2 for Life-Span Extension by Calorie Restriction in
Saccharomyces cerevisiae.
Su-Ju
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2000 289: 2126-2128. (in Reports) E. J. Masoro, Exp. Gerontol. 35, 299 (2000) [Medline]. R.
S. Sohal and R. Weindruch, Science 273, 59 (1996).
S.
Lin et al., Science 289, 2126 (2000).
S. M. Jazwinski, Science 273, 54 (1996). E.
Han et al., Mech. Ageing. Dev. 115, 157 (2000) [Medline]. J.
, http://www.100md.com
Surralles et al., Am. J. Hum. Genet. 65, 1617 (1999) [Medline].
G.
S. Roth et al., J. Am. Geriatr. Soc. 127, 896 (1999) [Medline]. C. E. Yu et al., Science 272, 258 (1996). J.
Campisi, In Vivo 14, 183 (2000) [Medline]. R. J. Hodes, J. Exp. Med.
190, 153 (2000) [Medline]., 百拇医药