氨基酸對秀麗隱桿線蟲壽命的影響及分子機(jī)制的初步研究.pdf

1、延年益壽是人類古往今來的共同夙愿,而延長壽命與減緩衰老也逐漸成為當(dāng)今生命科學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題之一。壽命的調(diào)控機(jī)制較為復(fù)雜,由基因遺傳和外界環(huán)境兩者共同作用,其中基因具有決定性的作用,但其作用機(jī)理尚未明確。本課題以秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans,C.elegans)作為模式生物,通過氨基酸對其壽命及表型特征的影響,致力于從基因方面為切入點(diǎn)探究其壽命調(diào)控分子機(jī)理,最終可以通過控制飲食減緩甚至逆轉(zhuǎn)衰老進(jìn)程而延長壽

2、命。
　　本文通過文獻(xiàn)查閱和相關(guān)信息收集,對已明確報(bào)道與線蟲壽命關(guān)系密切的基因進(jìn)行歸納總結(jié),運(yùn)用生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫及KGML軟件成功構(gòu)建線蟲壽命局部基因網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)將壽命相關(guān)基因、小分子化合物以及代謝模塊通過相應(yīng)生物途徑緊密相連。該基因網(wǎng)絡(luò)打破了之前通過致使單個基因突變進(jìn)而調(diào)控壽命的研究模式,清晰的展現(xiàn)了基因之間的相互作用,小分子對基因表達(dá)的影響及對應(yīng)代謝通路的調(diào)控作用,為從一個全新的角度探尋壽命調(diào)控分子機(jī)理提供了較為可靠的技術(shù)平臺

3、。
　　通過對線蟲喂食3種不同濃度梯度(0.1×、1×和10×)的21種氨基酸小分子,觀察對其壽命的影響,篩選出16種組合對線蟲壽命具有顯著影響效果。以此為基礎(chǔ)進(jìn)行2次平行實(shí)驗(yàn)及生理特征觀察,發(fā)現(xiàn)10Cys、10Asn、10Thr、10Asp、1Tyr和1Met不僅可以影響線蟲壽命而且實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)性極好,其中10Cys顯著影響線蟲的生理特征,不僅可以提高活性而且喂食該種氨基酸的線蟲身體非常瘦小。經(jīng)過綜合考量確定10Cys、10Asn和

4、10Asp為基因表達(dá)水平變化測試對象,這三種氨基酸對線蟲均有明顯的減壽作用。
　　使用實(shí)時熒光定量PCR技術(shù)檢測10Cys、10Asn和10Asp分別喂養(yǎng)5d、10d和15d的線蟲體內(nèi)相應(yīng)壽命相關(guān)基因的表達(dá)水平。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:各基因的表達(dá)水平均發(fā)生不同程度的變化,其中age-1和pdk-1在喂食10Cys第5天的線蟲體內(nèi)與其他線蟲相比表達(dá)水平提高了2倍以上;age-1、pdk-1、akt-1和nmr-1四個基因在喂食10Asp線蟲