科技日報記者 張佳欣

德國萊布尼茨老齡研究所團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，細胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的“工廠”——核糖體，在制造某一類關鍵蛋白質(zhì)時出現(xiàn)卡頓，從而引發(fā)一連串惡性循環(huán)，導致細胞功能不斷衰退。這或許是一種潛在的細胞衰老“總開關”機制及多種細胞老化現(xiàn)象的根源。相關論文發(fā)表于新一期《科學》雜志。

合成蛋白質(zhì)的“配方”儲存在細胞DNA中。當細胞需要制造某種蛋白質(zhì)時，會將這段DNA“配方”轉錄為一種名為信使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)，隨著人類細胞的老化，這種“產(chǎn)量正相關”關系會逐漸失效，即使mRNA水平不變，蛋白質(zhì)的產(chǎn)量也可能下降。

團隊分析了鳉魚大腦中核糖體的變化過程，并利用先進技術捕捉其在mRNA分子上的停留位置，相當于拍下了蛋白質(zhì)合成的“過程快照”。結果發(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，導致蛋白質(zhì)無法順利合成。

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

團隊表示，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。卡頓現(xiàn)象還可能影響核糖體自身的合成能力，進而造成蛋白質(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果同樣適用于人類，未來或許能開發(fā)出應對大腦衰老的新療法。