线粒体DNA揭示鱼类寿命之谜:身体尺寸而非环境温度,与衰老基因紧密关联

鱼类线粒体DNA研究首次揭示,体长而非环境温度,与线粒体基因dN/dS比值(进化速率指标)存在明确关联,特别是在ATP6、ND1和ND4基因上。该研究还排除了环境温度作为寿命主导因素,并再次确认了线粒体蛋白质编码基因中,同义替换率与寿命的负相关性,这意味着更长寿的物种其线粒体基因组变异减少。此外,细胞色素c氧化酶(COX)基因的高保守性与温度适应性也首次建立了联系。这项发现暗示线粒体复杂I基因的进化可能与寿命有深层功能关联,对理解衰老过程具有重要意义。

长寿与线粒体功能之间的联系已被证实;因此,我们推测线粒体DNA(mtDNA)的进化与长寿的进化密切相关。我们选取了128种寿命差异显著且栖息于不同温度生境的鱼类,并研究了它们与mtDNA基因dN/dS比值的关系。我们的研究结果(i)排除了环境温度作为长寿主要驱动因素的可能性;(ii)证实了四个线粒体蛋白编码基因的同义替换率与长寿呈负相关;(iii)揭示了鱼类成熟体长与ATP6、ND1和ND4基因的dN/dS比值之间的相关性;(iv)据我们所知,首次揭示了三个细胞色素c氧化酶(COX)基因的高度保守性与鱼类对温度的适应性之间的联系。通过将从mtDNA得出的结论推广到单个基因,我们的研究为探索衰老过程开辟了新的途径。此外,COX基因进化与栖息地温度之间的特定联系证实了复合物IV在温度适应中的重要性。我们的研究结果还表明复合物I基因中的dN/dS与寿命之间存在关联,凸显了研究其编码肽与寿命之间功能关联的必要性。本文是“线粒体的进化遗传学:真核生物中多样和共同的进化限制”专题的一部分。

🔗 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41923603/

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