解剖果蝇对延长寿命饮食的不同反应

一项果蝇研究发现，参与细胞代谢的一些小分子的变化似乎表明受限制的“延长生命”饮食是否会延长，缩短生命周期或对寿命没有影响。

研究结果表明，分析细胞中小分子的水平(一种称为代谢组学的方法)可能有助于我们了解低热量饮食如何影响衰老，以及基因，环境和其他因素如何影响个体对低热量饮食的反应。

华盛顿大学病理学计算生物学家凯利·金(Kelly Jin)表示：“如果我们能够使用代谢组来了解生命周期延长等复杂事物中的变异，我们应该能够使用它来理解我们在人群中看到的许多其他差异。” (UW)医学院。她是这项新研究的主要作者。

细胞的新陈代谢涉及细胞发生的基本化学反应，以使其发育，存活和增殖。参与这些反应并由这些反应产生的小分子称为代谢物。代谢物包括诸如氨基酸(蛋白质是分解成能量的蛋白质，糖和脂肪的组成部分)以及这些反应的产物之类的东西。这些分子共同构成了代谢组。

在这项新的研究中，威斯康星大学的研究人员与巴克衰老研究所的研究人员以及其他人一起研究了限制热量饮食如何延长不同品系的寿命。

根据先前对不同物种的研究，包括酵母，蠕虫，果蝇和小鼠，此类饮食可以延长寿命。尽管尚未显示出低热量饮食能延长人的寿命，但已显示它们会引起体重减轻并改善诸如高血压，血糖和胆固醇升高等疾病风险因素。

但是，这些饮食的效果并不均匀。具有一种特定基因组成或基因型的果蝇菌株的寿命可能会延长，而具有另一种基因型的果蝇菌株的寿命可能会降低甚至缩短。

显然，品系之间的遗传差异起着作用，但要分辨哪些遗传差异很重要：一个果蝇大约有14,000个基因，其中许多可能影响寿命。

该论文的资深作者丹尼尔·普罗米斯洛(Daniel Promislow)说，另一方面，细胞的代谢组提取了复杂的上游过程中的变异，例如基因表达，基因转录和蛋白质合成。他是威斯康星大学医学院的病理学教授和威斯康星大学文理学院的生物学教授。

这些因素和环境因素之间复杂的相互作用最终被过滤掉的代谢产物数量要少得多，这些代谢产物更易于测量并且更接近您正在研究的特征。 Promislow说。

威斯康星大学的研究人员比较了178株品系中果蝇中105种代谢物的水平，这些品系已经接受了普通饮食或限制饮食。他们分析了苍蝇的饮食，它们的代谢产物水平和寿命变化之间是否存在关联。

金说：“饮食限制在所有178个果蝇基因型中以一致的方式极大地重塑了代谢组。”其中包括蛋白质合成中使用的一些关键氨基酸的水平，以及参与α-酮戊二酸/谷氨酰胺途径(涉及能量产生的过程)的代谢物。

遗传分析只能鉴定出一个与果蝇对饮食限制的寿命反应明显相关的基因。因此，研究人员使用了一种称为网络分析的新型统计工具，将代谢物与寿命的变化联系起来，然后寻找与这些代谢物有关的基因。

通过这种方法，他们鉴定出了似乎发挥作用的几个基因，包括一个名为CCHa2-R的基因的变体，该基因编码在大脑和肠道中发现的神经肽受体，并参与营养物感应和饱腹感反应。