科技日報記者 張佳欣

德國萊布尼茨老齡研究所團(tuán)隊在一種名為鳉魚的淡水魚大腦中發(fā)現(xiàn)，隨著年齡增長，細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的“工廠”——核糖體，在制造某一類關(guān)鍵蛋白質(zhì)時出現(xiàn)卡頓，從而引發(fā)一連串惡性循環(huán)，導(dǎo)致細(xì)胞功能不斷衰退。這或許是一種潛在的細(xì)胞衰老“總開關(guān)”機(jī)制及多種細(xì)胞老化現(xiàn)象的根源。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《科學(xué)》雜志。

合成蛋白質(zhì)的“配方”儲存在細(xì)胞DNA中。當(dāng)細(xì)胞需要制造某種蛋白質(zhì)時，會將這段DNA“配方”轉(zhuǎn)錄為一種名為信使RNA（mRNA）的分子。通常情況下，mRNA越多，蛋白質(zhì)產(chǎn)量也越高。然而，越來越多研究發(fā)現(xiàn)，隨著人類細(xì)胞的老化，這種“產(chǎn)量正相關(guān)”關(guān)系會逐漸失效，即使mRNA水平不變，蛋白質(zhì)的產(chǎn)量也可能下降。

團(tuán)隊分析了鳉魚大腦中核糖體的變化過程，并利用先進(jìn)技術(shù)捕捉其在mRNA分子上的停留位置，相當(dāng)于拍下了蛋白質(zhì)合成的“過程快照”。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著鳉魚大腦的衰老，核糖體在解碼精氨酸和賴氨酸這兩種氨基酸的密碼子時，更加頻繁地停滯，導(dǎo)致蛋白質(zhì)無法順利合成。

這兩種氨基酸常見于能結(jié)合DNA和RNA（帶負(fù)電）的蛋白質(zhì)中，因此最容易受到影響的是參與DNA或RNA結(jié)合的蛋白質(zhì)。而這些蛋白質(zhì)正是細(xì)胞執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)的“中堅力量”，比如生成RNA、剪接RNA、修復(fù)DNA損傷等。

團(tuán)隊表示，DNA損傷增多、RNA合成減少、剪接效率下降、蛋白合成減緩，都是衰老的典型表現(xiàn)，核糖體的卡頓現(xiàn)象或許是這些變化的共同源頭?？D現(xiàn)象還可能影響核糖體自身的合成能力，進(jìn)而造成蛋白質(zhì)生產(chǎn)能力整體下降，形成一個不斷加劇的惡性循環(huán)。而如果鳉魚的研究結(jié)果同樣適用于人類，未來或許能開發(fā)出應(yīng)對大腦衰老的新療法。