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减缓新陈代谢率可以阻止癌症?

2019-07-31 09:17:20  来源:科技日报

据物理学家组织网近日报道,美国西北大学的最新研究表明,使基因突变果蝇的新陈代谢率降低50%,本应发生的基因突变不利影响并未显现出来。他们还发现,新陈代谢率缓慢的果蝇没有microRNA(微小核糖核酸)也可存活,这颠覆了对生命体发育的认知。

降低生长速率可“对冲”基因突变影响

此实验的领导者、西北大学芬伯格医学院生物化学和分子遗传学教授理查德·卡休表示,当这些果蝇以正常速率成长时,就会出现因基因突变带来的问题;但当降低生长速率时,这些问题会消失。

西北大学麦考米克工程学院化学与生物工程学教授路易斯·阿马拉尔补充道:“这完全颠覆了我们对发育的认知。我们一直认为,若发生基因突变,将会出现一系列发育问题。事实并非完全如此——只要减慢生长机体的新陈代谢率,就可能防止基因突变的表达。”

新研究可以解释一系列现象,比如为什么工厂化养殖鸡会出现更多的发育问题,为什么热量摄入限制与寿命有关等。

解释了诺奖得主不理解的现象

诺贝尔奖得主托马斯·亨特·摩尔根在1915年第一次提出饮食和基因突变的联系。当他用有限食物培养基因突变果蝇时,他注意到一些从未发现的基因表达方式,不过他无法解释此现象。

卡休和阿马拉尔认为这是反馈控制的结果。在生物、工程、经济和很多其他领域,反馈控制可使复杂系统为满足预期来调整性能。在近几年完成了上百个试验后,他们认为,更慢的新陈代谢会为生物系统提供更多时间来纠正错误。

肿瘤的新陈代谢非常活跃,会吸收巨大能量,这也是为什么癌症病人经常看起来很疲惫。卡休表示,或许通过减缓癌细胞的新陈代谢率,可以阻止肿瘤细胞的致癌基因表达,并能够最终应用于癌症治疗。

microRNA对生命体并非必不可少

此外,这项研究最引人注目的成果,是发现新陈代谢率缓慢的果蝇没有microRNA也可存活,而在此之前这被认为是不可能的。

在所有植物和动物中都被发现的microRNA,在调节基因表达方面起到重要作用。近20年来的研究认为,microRNA对生命至关重要,如果生命体中没有任何microRNA,可能会导致死亡。

但在此次实验中,他们减缓没有携带任何microRNA的果蝇的新陈代谢率,它们竟存活下来,最终也长到了成年。此结果证明,microRNA对于生命体来说并非必不可少。

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