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衰老:系统揭示衰老细胞全基因组景观变化

时间:2022-10-24 08:48:43 | 来源:

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本报讯(记者张思玮)首都医科大学宣武医院教授王培昌团队对不同衰老类型进行研究,首次系统揭示了衰老阶段的全基因组变化景观,识别在体内负责转录时间调控的关键元素,从而为衰老分子机制的解析提供了新方向,为衰老及其相关疾病干预和治疗提供了新思路。相关研究近日在线发表于《核酸研究》。

细胞衰老发生在整个生命过程中,在各种生理过程如胚胎发育、组织修复和肿瘤抑制中发挥有益作用。与此同时,随着年龄增长,衰老细胞在相关组织或器官中的稳定积累也会产生不良后果,导致组织器官衰老和与衰老相关疾病的发生。

然而,关于表观遗传改变如何具体调节衰老细胞的转录和基因表达,目前国内外可获得的信息仍然有限。

为了解决这一问题,王培昌团队对两种不同的细胞衰老模型进行多组学联合分析,在不同分子层面上揭示衰老的景观,识别在体内负责转录时间调控的关键元素。他们发现当衰老发生时,衰老过程中的核层、异染色质和染色质的连接被破坏,活性和非活性染色质结构域之间的界限变得模糊。

研究进一步证实细胞衰老发生时转录噪声升高,基因翻译率下降,全局异染色质减少,核小体出现重构和丢失。此外,细胞衰老中染色质可达性改变的区域总是集中于远端基因间区、内含子区和启动子区。一般来说,染色质从封闭状态到开放状态的切换导致基因激活。然而,远端基因间区和内含子区注释改变区域的增加,可能直接导致基因表达噪声的增加和基因翻译率的下降。

此外,该研究发现了34个基因在衰老及其相关疾病中的关键作用,以及特定蛋白复合物的关键功能。

相关论文信息:https://doi.org/10.1093/nar/gkac885

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