顶级期刊揭示哺乳动物寿命进化奥秘:基因与进化史如何共同决定生命长度?

一项涵盖968种哺乳动物的演化研究发现,寿命长短深受共同演化历史影响,并首次识别出628个影响相对寿命的关键基因。其中,减缓细胞分裂和增强DNA修复的基因,其演化速率与寿命呈负相关,意味着它们在长寿物种中通常更保守。重要的是,在模式生物秀丽隐杆线虫中抑制phi-53基因,能有效延长寿命,且伴随免疫相关基因上调和生殖相关基因下调。这项研究将提示我们未来基于基因调控的寿命干预策略或可从免疫和生殖功能平衡角度着手。

背景: 尽管哺乳动物的寿命差异巨大,但控制这种差异的进化轨迹和潜在的分子机制仍然很大程度上未被描述。

结果: 通过重建968种哺乳动物的最大寿命演化,我们发现约23个谱系演化出了相对较长的寿命,而约25个谱系演化出了相对较短的寿命。为了解系统发育对寿命演化的影响,我们测试了9种演化模型,发现Pagel’s lambda模型最为适用,表明共同的演化历史对哺乳动物寿命的演化具有显著影响。通过对122种哺乳动物的15,231个一对一直系同源基因进行比较基因组分析,我们鉴定了628个与相对寿命(即寿命商)变异相关的基因。演化速率与相对寿命呈负相关的基因富集于细胞分裂和DNA修复相关的功能,而演化速率与相对寿命呈正相关的基因则主要参与离子转运和肌肉收缩。在秀丽隐杆线虫(C. elegans)中进行的体内实验进一步验证了11个候选基因的功能相关性。具体而言,抑制 phi-53 基因可延长寿命,这与富含免疫相关功能的基因上调和富含生殖相关功能的基因下调有关。

结论: 我们的研究结果强调了系统发育历史在塑造哺乳动物寿命进化中的关键作用,并为控制哺乳动物寿命变化的机制提供了重要的分子见解。

🔗 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41998708/

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