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衰老加劇核糖體“罷工”并破壞蛋白穩(wěn)態(tài)平衡

2022-02-11 11:06來(lái)源:威正翔禹|締一生物



衰老

“塵滿面、鬢如霜”,衰老是每個(gè)生命的必經(jīng)之路。而死亡,是衰老的終點(diǎn)。如何抵抗衰老進(jìn)程,自古以來(lái)就是一個(gè)“熱點(diǎn)話題”


人類對(duì)于“長(zhǎng)生不老”這件事,從來(lái)都很執(zhí)著:始皇帝海外求仙丹;道家外丹黃白術(shù)在中國(guó)盛行了近兩千年;各種植物也被賦予長(zhǎng)壽的含義:人參果、桃子等等;甚至連《西游記》中的妖怪,都想來(lái)上一口唐僧肉長(zhǎng)生不老。


但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,我們已經(jīng)不再寄希望于各種金丹,而是通過(guò)分子、細(xì)胞等更為科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖侄危瑏?lái)解釋衰老的原理,力求從根源上延緩


近日,《Nature》上發(fā)表了一篇標(biāo)題為:“Ageing exacerbates ribosome pausing to disrupt cotranslational proteostasis”的文章,以秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)為模型,發(fā)現(xiàn)了衰老的秘密:衰老可以改變翻譯動(dòng)力學(xué)——通過(guò)引起核糖體“罷工”,加劇蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)失衡過(guò)程。







衰老的九大特征

START OF SPRING

已有研究(《Cell》上發(fā)表的綜述性文章“The Hallmarks of Aging”)在從分子角度上總結(jié)了衰老的九大特征:




文章摘要

衰老伴隨著細(xì)胞蛋白平衡的下降,這是許多與年齡相關(guān)的蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊引發(fā)的疾病的基礎(chǔ)。


然而,衰老是如何損害蛋白平衡的?這仍是個(gè)未解。

圖片

對(duì)于蛋白平衡網(wǎng)絡(luò)而言,新生多肽是一種巨大的負(fù)擔(dān)。研究人員假設(shè),衰老過(guò)程中翻譯效率的改變,可能會(huì)對(duì)推動(dòng)蛋白平衡的崩潰起促進(jìn)作用。


在這項(xiàng)研究中,科研人員發(fā)現(xiàn),衰老改變了秀麗隱桿線蟲釀酒酵母的翻譯伸長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)。


在衰老的酵母和蠕蟲的特定位置,核糖體占位(即核糖體出現(xiàn)“罷工”的情況)增加,這些占位情況較為集中地出現(xiàn)在與蛋白穩(wěn)態(tài)翻譯相關(guān)的基因上,以及在共翻譯泛素化的多肽鏈所對(duì)應(yīng)的基因上。并且還表現(xiàn)出一定的氨基酸偏好,而年輕的細(xì)胞中也存在這些細(xì)胞。這就意味著,年輕細(xì)胞中也存在核糖體“罷工”的情況。

而這種“罷工”時(shí)間一旦延長(zhǎng),就會(huì)導(dǎo)致核糖體碰撞增加,通俗點(diǎn)就是核糖體出現(xiàn)“追尾”,形成雙核糖體、三核糖體。進(jìn)一步研究表明,衰老的的細(xì)胞中多核糖體現(xiàn)象更為普遍

核糖體碰撞對(duì)于細(xì)胞而言來(lái)說(shuō)是有害的,細(xì)胞會(huì)在此時(shí)啟動(dòng)核糖體相關(guān)質(zhì)量控制機(jī)制(ribosome-associated quality control,RQC)來(lái)新生肽鏈。值得注意的是,衰老的酵母細(xì)胞表現(xiàn)出RQC底物清除受損和聚集增加等現(xiàn)象,表明衰老壓倒了這一途徑


事實(shí)上,長(zhǎng)壽的酵母突變體減少了年齡依賴的核糖體“罷工”,并且延長(zhǎng)了壽命。進(jìn)一步翻譯改變與蛋白平衡崩潰聯(lián)系起來(lái),研究人員發(fā)現(xiàn)線蟲中顯示年齡依賴核糖體“罷工”的新生多肽,在年齡依賴的蛋白聚集體中強(qiáng)烈富集


值得注意的是,衰老增加了許多蛋白平衡成分的停頓和聚集,這可能會(huì)啟動(dòng)一個(gè)蛋白平衡崩潰的循環(huán)。


研究人員認(rèn)為,核糖體“罷工”的增加,導(dǎo)致RQC超載和新生多肽聚集,在衰老過(guò)程中對(duì)蛋白平衡損害和全身衰退有重要作用。





PCR污染控制

在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,科研人員用到了不少PCR相關(guān)技術(shù),而PCR實(shí)驗(yàn)室中,DNA污染很難徹底清除。即使只有一個(gè)污染的DNA分子被檢測(cè)到,也會(huì)使整個(gè)PCR檢測(cè)過(guò)程出現(xiàn)誤差。


為確保PCR試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,預(yù)防DNA或RNA交叉污染,PCR實(shí)驗(yàn)室大多會(huì)常備DNA/RNA污染清除劑


Minerva Biolabs PCR Clean?DNA/RNA污染清除劑:


特點(diǎn):

1. 快速有效地清除DNA或RNA污染。1分鐘起效。   

2. 可直接使用。

3. 保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員,避免接觸DNA污染。

4. 非堿性,無(wú)致癌性,成分安全。


PCR Clean?噴霧劑使用方法:

1. 將PCR Clean?噴在操作臺(tái)表面,反應(yīng)1分鐘后,即可用干凈紙巾擦干試劑。注意:如果沒(méi)有擦拭干凈,液體揮發(fā)后表面可能有白色殘留,影響美觀。此時(shí)可用噴壺噴灑蒸餾水到白色殘留處,然后擦拭即可。

2. 對(duì)于移液器要祛除DNA/RNA污染時(shí),請(qǐng)按照說(shuō)明書拆開移液器,將移液器桿軸浸泡在PCR Clean?噴霧劑中, 1分鐘后取出后用水沖洗,晾干,重新組合。

3. 將PCR Clean?桶裝,可用于補(bǔ)充到噴霧劑瓶中,或用于潔凈間地板等大面積清除DNA/RNA污染


儲(chǔ)存條件

室溫保存,效期至少12個(gè)月。

低溫可能會(huì)形成沉淀,但在37℃迅速溶解。

即使在65°C條件下存放兩周,也不會(huì)影響噴霧劑的祛除效果。


效期:5年




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