几十年来,科学家们一直在努力解决这个问题:基因在多大程度上决定了寿命?研究人员现在说,由于今天(9月29日)发表在《科学》杂志上的一项研究,他们有证据表明基因直接控制老鼠的寿命,而且这些基因与人类有同源关系。但是,雌性老鼠比雄性老鼠寿命更长,它们的基因与雄性老鼠的寿命更长有关。
该研究的合著者、田纳西大学的遗传学家罗伯特·威廉姆斯(Robert Williams)说,这项研究解决了一个问题,即“是否真的存在控制寿命的基因”,而不是通过降低疾病风险来发挥间接作用。他说,基于这些结果,他和他的同事们“认为有一些基本的事件控制着一般的衰老,而不仅仅是疾病。”
威廉姆斯和他的同事使用了最初于2003年为干预测试计划(ITP)收集的数据集,这是一个研究计划,旨在确定某些饮食干预是否能延长老鼠的寿命。该项目饲养了3000只基因多样化的动物,饲养条件严格控制,均质化,并从它们身上收集组织——这是分离基因对结果影响的理想数据集。威廉姆斯解释说,这些老鼠的繁殖是为了“模仿人类种群的遗传多样性”。他解释说,在许多关于长寿遗传能力的研究中,老鼠都是高度近亲繁殖的。
ITP没有分析这些动物的DNA,但现在这项新研究的作者已经分析了。该研究的合著者、瑞士洛桑联邦理工学院的遗传学家Maroun Bou Sleiman解释说,研究小组对3000多只ITP小鼠进行了数量性状位点定位,“将表型和基因型联系起来”,以确定基因组的哪些区域与更长的寿命有关。
通过对所有小鼠的观察,研究人员确定了几个与长寿相关的基因位点。他们还将几个基因座与雌性老鼠的寿命联系起来,但最初发现没有一个基因座是雄性特有的。然而,当他们从早期死亡的雄性老鼠身上提取数据时,他们发现雄性老鼠与长寿相关的基因与雌性老鼠不同。
“这只是告诉你,在这些研究中,性别是一个需要考虑的重要因素,”Sleiman说。
研究人员还分析了体重和产仔数数据,发现早期体重较高、产仔数较少的老鼠死得更早。他们得出结论,控制体重和产仔数的基因可能通过这些其他特征影响寿命,而不是直接影响寿命。但只有一些长寿基因与体重和产仔数相关,这表明其他基因可能直接影响衰老。
研究人员继续在包括人类在内的其他物种中寻找类似的基因。在人类基因组生物库中,他们发现了与小鼠基因序列相似的基因。人类在早期生长和长寿之间也有类似的关系。最后,研究人员在蠕虫(秀丽隐杆线虫)中敲除了他们在老鼠和人类身上发现的与长寿有关的基因,这使他们能够提出这样一个问题:这些基因是否真的是长寿所必需的。他们发现一些这样的基因(在所有三个物种中都存在)影响秀丽隐杆线虫的寿命。
研究人员强调,他们为老鼠建立的数据集只是一个起点,他们希望这将成为其他科学家识别、描述和研究与寿命有关的基因的宝贵资源,目的是确定哪些基因对寿命很重要,以及它们作用于哪些分子途径。
南加州大学(University of Southern California)的研究人员凯莱布·芬奇(Caleb Finch)没有参与这项研究,他说这篇论文“是一项重要的工作”。他补充说,在人类中,寿命的遗传性可能很低——“一些研究认为它低至10%”——而其他因素,如“社会经济地位,例如,对寿命有巨大的影响”。他说,他希望作者们能继续找出驱动长寿的基因,也许还能研究表观遗传学是如何影响长寿的。“他们现在可以采取很多进一步的措施,”他说。