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重磅!DNA甲基化引起的脂代謝障礙加速衰老

來源:生物谷原創(chuàng) 2022-06-20 17:22

該研究揭示了導(dǎo)致衰老的表觀遺傳-代謝軸,并說明了基于人工智能的方法在結(jié)構(gòu)功能研究中的力量。

衰老是一個不可避免的生命過程,其特征是對疾病的易感性增加,分子保真度下降,組織和器官功能進行性下降。表觀遺傳改變通過整合環(huán)境信號來調(diào)節(jié)基因表達和下游細胞過程,在衰老過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

衰老和DNA甲基化水平之間的完整關(guān)系直到最近才被清楚地描述出來,數(shù)百個與生物年齡相關(guān)的DNA甲基化水平的CpG位點被精確定位。表觀遺傳改變和代謝功能障礙是衰老的兩個標志。然而,它們相互作用如何調(diào)節(jié)衰老的機制,特別是在哺乳動物中,在很大程度上仍然不清楚。

圖片來源: https://doi.org/10.1038/s41392-022-00964-6

近日,來自中國科學院的研究者們在Signal Transduction and Targeted Therapy雜志上發(fā)表了題為“Lipid metabolism dysfunction induced by age-dependent DNA methylation accelerates aging”的文章,該研究揭示了導(dǎo)致衰老的表觀遺傳-代謝軸,并說明了基于人工智能的方法在結(jié)構(gòu)功能研究中的力量。

在本研究中,研究者展示了ELOVL脂肪酸延伸酶2(ELOVL2),這是一個表觀遺傳學改變與年齡預(yù)測高度相關(guān)的基因,通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝而促進衰老。研究者應(yīng)用人工智能來預(yù)測ELOVL2的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其與底物的相互作用。

ELOVL2功能受損通過增加內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和線粒體功能障礙擾亂脂質(zhì)合成,導(dǎo)致細胞和生理水平的關(guān)鍵衰老表型。此外,線粒體活性的恢復(fù)可以挽救由ELOVL2缺乏引起的人視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)細胞的年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)表型;這表明人類和小鼠的保守機制。

ELOVL的預(yù)測結(jié)構(gòu)

圖片來源: https://doi.org/10.1038/s41392-022-00964-6

在本研究中,研究者揭示了一個有助于衰老的表觀遺傳-代謝軸,并說明了基于人工智能的方法在結(jié)構(gòu)功能研究中的力量。表觀遺傳變化改變了衰老過程中的新陳代謝,并提供了更好的理解潛在的表觀遺傳和代謝衰老過程的分子機制。

代謝功能障礙是年齡相關(guān)表觀遺傳學改變的效應(yīng)者。同時,代謝功能障礙也可能是導(dǎo)致表觀遺傳變化的中介因素。代謝如何調(diào)控與年齡相關(guān)的表觀遺傳學改變的機制仍需進一步研究。

參考文獻

Xin Li et al. Lipid metabolism dysfunction induced by age-dependent DNA methylation accelerates aging. Signal Transduct Target Ther. 2022 May 25;7(1):162. doi: 10.1038/s41392-022-00964-6.

                   

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