Science：衰老之謎新說，發現極“長壽”蛋白

為什麼細胞會發生衰老是當前生物學研究中待揭示的重大謎團之一。近日來自美國薩克生物學研究所的科學家們在大鼠大腦神經元細胞中發現了一些稱為ELLPs （extremely long-lived proteins ）的極“ 長壽” 蛋白，它們具有與生物體一樣長的生命期。這一研究發現將推動人們更深入地了解大腦細胞衰老機制。相關論文在線發表在2 月2 日的《科學》（Science ）雜誌上。
領導這一研究的是薩克生物學研究所分子與細胞生物學實驗室Martin Hetzer 教授。Hetzer 實驗室長期從事衰老機制研究，曾證實大腦中的一種稱為核孔複合體（NPC ）的運輸通道功能呈年齡依賴性的衰退。當前該實驗室在埃里森醫學基金會和美國聯邦格倫醫學研究基金會的資助下，主要對衰老過程中NPCs 的功能機制開展研究。
Hetzer 說：“ 衰老的基本特徵就是各種器官例如心臟和大腦功能的下降，其原因是由於這些器官中組成細胞之間的動態平衡或內部穩定的衰退。近期數個實驗室的研究均顯示蛋白穩定的破壞與細胞功能下降有關。”
   
神經元除外的大部分細胞均是通過一種蛋白周轉過程，利用新的功能肽來替換蛋白質中潛在的受損部分以對抗蛋白質組件的功能性退化。在這篇文章中，薩克生物研究所的科學家們在大鼠神經元細胞核的表面發現了ELLPs 蛋白。並證實不同於體內的其他蛋白，當ELLPs 蛋白髮生異常的化學修飾或其他損傷時，不會被其他的新蛋白替換。由於這些ELLPs 蛋白是核- 質運輸通道NPC 的重要組件，隨著時間推移ELLPs 損害加劇將導致運輸通道功能衰退，使得DNA 損傷毒素進入到細胞核內，改變細胞內的DNA ，由此影響基因活性，引起細胞衰老。
儘管從前的研究表明在衰老過程中存在基因表達的改變。然而在新研究中Hetzer 實驗室才真正揭示了這些基因改變的實質線索：即哺乳動物的NPC 上的一個關鍵元素，導致了DNA 損傷毒素能夠進入到細胞核中。
新結果表明核孔退化有可能是導致年齡相關性細胞核功能缺陷，例如年輕基因表達程序喪失的一種普遍的衰老機制。這些發現或可推動了解衰老分子起源與阿茨海默症及帕金森氏病等神經退行性疾​​病的相關性。