在一項新的研究中，來自英國倫敦大學學院、倫敦醫學科學研究所和德國科隆大學等研究機構的研究人員發現提高蛋白質合成準確性的遺傳調整可以延長有機體的壽命。這一結果在三種物種---秀麗隱杆線蟲（Caenorhabditis elegans）、黑腹果蠅（Drosophila melanogaster）和粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）---中是一致的，這表明構建更好的蛋白質可能也與其他物種的壽命有關。相關研究結果於2021年9月14日線上發表在Cell Metabolism期刊上，論文標題為“Increased fidelity of protein synthesis extends lifespan”。
倫敦大學學院蛋白質研究員John Labbadia（未參與這項新的研究）說，“這項研究非常有說服力，非常引人注目，我認為它解決了衰老領域中一個非常重要的懸而未決的問題：什麼是最好的方法來照看我們的蛋白質，幫助我們自己更好地更長時間地發揮功能？”
隨著有機體的衰老，它的細胞過程的效率和準確性都在下降。利茲大學分子生物學家Patricija van Oosten-Hawle（未參與這項新的研究）說，例如，蛋白的產生、摺疊和降解的質量都在下降，因此，蛋白穩態（proteostasis）的喪失是是衰老和年齡相關疾病的一個主要標誌。
羅切斯特大學老齡化研究員Vera Gorbunova（未參與這項新的研究）在發生給《科學家》網站的電子郵件中寫道，就蛋白質產生--RNA程式碼翻譯成肽鏈---而言，錯誤的發生率“與壽命呈正相關”。然而，她寫道，“缺乏證據表明，人們可以透過使蛋白翻譯更加準確來延長其壽命”，這篇論文提供了這個最後缺失的證據。
在稱為核糖體的細胞蛋白製造工廠內，一種叫做RPS23的蛋白質被認為是翻譯準確性的關鍵。倫敦大學學院癌症研究所分子生物學家Ivana Bjedov解釋說，因此在尋找提高保真度的方法時，RPS23是明顯的候選物件。她的團隊研究了從哺乳動物到微生物等物種中的RPS23。在該蛋白質中，他們發現了一個高度保守的區域，除了一些生活在極熱環境中的微生物外，所有物種在該蛋白的位點60處有相同的氨基酸。
Bjedov想知道在嗜熱菌中看到的單個氨基酸變化（RPS23 K60R）如何可能會影響翻譯的準確性。她的團隊將這種變化引入到黑腹果蠅的RPS23基因，並發現不僅翻譯的準確性得到了提高，這些果蠅還能在更高的溫度下生存，並且比對照組果蠅的壽命大約長10%到20%。
Bjedov的合作者、倫敦醫學科學研究所的Filipe Cabreiro隨後將這個相同的RPS23氨基酸變化引入秀麗隱杆線蟲，並得到了類似的結果。進一步的研究顯示，該氨基酸變化也提高了翻譯的準確性和酵母的壽命。Cabreiro說，在三種物種中發現一致的結果“讓你對你所看到的更加放心。這是一個強有力的觀察”。
在果蠅和線蟲中，這種延長生命的突變與發育和繁殖的延遲有關---儘管最終產生的後代數量與對照動物相似。同樣地，在酵母中，該突變導致菌落生長更慢。目前還不清楚為什麼該突變會導致這種發育延遲。試驗動物和對照動物之間的翻譯率似乎是相等的，其他表型特徵也是如此。但是這些作者說，這種延遲可能解釋為什麼這種突變---它在其他方面似乎是有益的---沒有在自然界中更廣泛地傳播。
圖片來自Cell Metabolism, 2021, doi:10.1016/j.cmet.2021.08.017。
此外，這些作者表明，諸如雷帕黴素（rapamycin）、mTORC抑制劑Torin1和曲美替尼（trametinib）之類的抗衰老藥物能減少翻譯錯誤，而且雷帕黴素能進一步延長具有RPS23超精度突變體的有機體的壽命。這提示著不同的抗衰老藥物有統一的作用模式。這些發現為確定新型翻譯準確性干預措施以改善衰老鋪平了道路。
最後，這些作者表明，至少對果蠅來說，這些動物不僅延長了壽命，而且延長了健康---當老年對照組果蠅不再在藥瓶上爬的時候，仍然可以看到同樣年齡的受試果蠅在藥瓶的邊緣爬行。從本質上來說，這些受試果蠅保持年輕的時間更長。
van Oosten-Hawle說，這項研究的一個重要的下一步是“看看在脊椎動物模型系統中會發生什麼......比如這種[突變]會如何影響小鼠的壽命。”Labbadia說，如果這樣的實驗顯示出與果蠅、線蟲和酵母相似的結果，那麼最終的問題將是，“我們如何將它應用於人類？”（生物谷 Bioon.com）
參考資料：
Victoria Eugenia Martinez-Miguel et al. Increased fidelity of protein synthesis extends lifespan. Cell Metabolism, 2021, doi:10.1016/j.cmet.2021.08.017.
