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Nature：科學(xué)家開發(fā)“壽命機(jī)器”追蹤機(jī)體老化發(fā)生原因
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老化是生物體最神秘的一種生物學(xué)過程，近日來自哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員就發(fā)現(xiàn)隨機(jī)性模式或許可以幫助解釋機(jī)體老化發(fā)生的生物學(xué)基礎(chǔ)，相關(guān)研究刊登于國(guó)際雜志Nature上，文章中研究者發(fā)現(xiàn)了一種驚人的統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律，即多種遺傳和環(huán)境因子如何影響漂亮新小桿線蟲的壽命，該研究表明，老化并不是單一的不連續(xù)的分子原因所致，而是一種系統(tǒng)性的過程，這其中涉及了許多負(fù)責(zé)生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)的組分。 文章中研究者提出了一種新方法來尋找特殊的主要老化機(jī)制，比如蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)平衡或DNA損傷等，隨著機(jī)體老化會(huì)出現(xiàn)很多重要的分子改變，但這并不是讓我們認(rèn)為這所有的分子改變都是引發(fā)老化的原因。為了在群體水平上鑒別出壽命的動(dòng)力學(xué)變化，研究者Stroustrup及其同事構(gòu)建了一種特殊的“壽命機(jī)器”，這種裝置包含了50個(gè)平板掃描儀，每一個(gè)掃描儀都可以進(jìn)行重組并且每個(gè)小時(shí)都可以記錄16個(gè)平皿的變化情況，總共可以對(duì)800個(gè)平皿以及3萬條蛔蟲進(jìn)行記錄，而且這種掃描儀還可以每英寸捕獲3200個(gè)點(diǎn)的圖像，這種高分辨率足以檢測(cè)8微米，即蛔蟲平均長(zhǎng)度的12%的運(yùn)動(dòng)方式。 研究者對(duì)蠕蟲進(jìn)行多種方式的干預(yù)，比如溫度改變、氧化性壓力、飲食改變以及遺傳操作改變等，同時(shí)壽命記錄儀就可以記錄蠕蟲在每種情況下過多久會(huì)死亡，隨后研究人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，繪制出每種干預(yù)條件下的蛔蟲壽命分布曲線圖，并且對(duì)每種情況下蛔蟲的壽命圖譜進(jìn)行對(duì)比分析。 研究者指出，不同的情況都會(huì)產(chǎn)生不同的壽命，盡管不同情況下蛔蟲的壽命存在明顯的差異，但他們發(fā)現(xiàn)不同曲線間也存在意想不到的均勻性，這就是統(tǒng)計(jì)學(xué)家口中所說的“時(shí)間尺度”。在相同群體的所有個(gè)體中，多種干預(yù)措施似乎可以以一種相同的方式來影響壽命期，而這并不因是否機(jī)會(huì)或隨機(jī)性的長(zhǎng)短而定，而且不論研究者靶向的是哪種遺傳過程或環(huán)境因子，所有引發(fā)死亡的分子原因似乎都會(huì)被一次或者相同的范圍所影響。 Fontana說道，壽命是所有有機(jī)體的特性，其很難進(jìn)行實(shí)時(shí)分子研究，但通過發(fā)現(xiàn)老化終點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律性，研究者似乎對(duì)老化的過程有了更加深入的理解;更重要的是，這種規(guī)律性可以幫助揭示有機(jī)體在生理學(xué)上的相互依賴性，而且其中一種生理學(xué)因素的改變或許都會(huì)影響其他個(gè)體決定壽命的方式。研究者認(rèn)為本文研究或?qū)椭麄儗?duì)人類的老化進(jìn)行研究，而且下一步他們計(jì)劃通過更為深入的研究來闡明廣泛的統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律性如何從多樣性的分子機(jī)制中體現(xiàn)出來，而這對(duì)于研究老化發(fā)生的機(jī)制或?qū)⑻峁┮欢ň�索。 |
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