A类衰老似乎是一个不受调控的过程：随着时间的推移，我们的细胞和身体不可避免地会积累凹痕，导致功能障碍、失败，最终导致死亡。然而，1993年的一项发现推翻了对事件的解释。研究人员在一个基因中发现了一个突变，使蠕虫的寿命延长了一倍；随后的研究表明，从蠕虫、苍蝇到人类，所有参与胰岛素反应的相关基因都是许多动物衰老的关键调节器。这一发现表明，衰老并不是一个随机的过程。事实上，特定的基因会调节衰老，并为进一步研究衰老如何在分子水平上进行打开了大门。
最近，一组论文记录了一种新的调节衰老的生化途径，该途径基于线粒体之间传递的信号，线粒体是细胞的动力室。研究人员通过对蠕虫的研究发现，脑细胞线粒体的损伤引发了修复反应，然后这种修复反应被放大，在蠕虫全身的线粒体中引发了类似的反应。这种修复活动的效果是延长生物体的寿命：线粒体损伤修复后的蠕虫寿命延长50%。
线粒体起着细胞行走的作用，向全身发送信息。
此外，生殖系中的细胞——产生卵子和精子的细胞——是这个抗衰老通信系统的核心。这一发现为人们谈论衰老和“生物钟”时所暗示的生育问题增添了新的维度在中报告科学进展和其他人发布在科学预印本服务器biorxiv.org在秋天。
这项研究建立在最近的一系列工作的基础上，这些工作表明线粒体是社会细胞器即使它们在不同的组织中，也可以相互交谈。本质上，线粒体起着细胞行走的作用，向全身发送信息，影响整个生物体的生存和寿命。
“重要的是，除了遗传程序外，还有一个非常重要的调节衰老的因素，那就是组织之间的通讯，”他说大卫·维尔切斯，在科隆大学研究衰老，没有参与这项新的研究。
细胞生物学家安德鲁·迪林大约十年前发现了这种调节寿命的新途径的最初线索。他在寻找延长生命的基因秀丽隐杆线虫当他发现线粒体受到基因损伤后，蠕虫的寿命延长了50%。
这是意料之外的。迪林认为线粒体缺陷会加速死亡，而不是延长寿命——毕竟，线粒体是细胞功能的核心。然而，由于某些原因，破坏了线粒体的正常功能，迫使蠕虫活得更长。
更有趣的是受损线粒体在蠕虫的神经系统中似乎起到了驱动作用。Dillin现在是加州大学伯克利分校的教授，他说：“这确实说明了一些线粒体比其他线粒体更重要。”。“神经元对生物体的其他部分都有这种支配作用，这真的很令人惊讶。”
通信员：在过去十年里，细胞生物学家安德鲁·迪林（Andrew Dillin）发现了一种调节衰老的新途径的生化细节，在这种途径中，全身细胞中的线粒体与细胞健康有关。由安德鲁·迪林提供。现在，迪林和他的团队通过发现大脑中线粒体如何与蠕虫体内的细胞通信以延长生命的新细节，扩大了这一发现。
首先，他必须理解为什么大脑线粒体的损伤可能会对机体产生有益的影响。线粒体产生能量的过程需要极其复杂的分子机制，其中包含数十种不同的蛋白质部分。当出现问题时，例如当某些成分缺失或错误折叠时，线粒体会激活一种应激反应，称为未折叠蛋白反应，该反应提供修复酶，帮助复合物正确组装并恢复线粒体功能。通过这种方式，未折叠的蛋白质反应使细胞保持健康。
Dillin预计这一过程只会在线粒体受损的神经元内部展开。然而，他观察到，蠕虫身体其他组织中的细胞也会启动修复反应，尽管线粒体完好无损。
他必须理解为什么大脑线粒体的损伤会产生有益的影响。
正是这种修复活动帮助蠕虫活得更长。就像定期把汽车送去修理工那里一样，未展开的蛋白质反应似乎能使细胞保持良好的运行状态，并起到抗衰老的作用。仍然很神秘的是，这种展开的蛋白质反应是如何传递给生物体的其他部分的。
经过一些研究，Dillin的团队发现，应激神经元中的线粒体使用囊泡状容器，在细胞周围或细胞之间移动物质，将一种称为Wnt的信号从神经细胞传递到身体中的其他细胞。生物学家已经知道，Wnt在胚胎发育早期的身体模式建立中起着作用，在胚胎发育期间，Wnt也会触发修复过程，如未展开的蛋白质反应。然而，当Wnt信号在成年人中开启时，如何避免激活胚胎程序？
迪林怀疑一定有另一个与温特互动的信号。经过进一步的研究，研究人员发现，在生殖系线粒体中表达的基因，以及在其他任何线粒体中都不能中断Wnt的发育过程。这个结果向他暗示生殖系细胞发挥关键作用在神经系统和全身其他组织之间传递Wnt信号。
迪林说：“生殖系对这一点至关重要。”。然而，尚不清楚生殖系线粒体是否起着放大器的作用，接收来自大脑线粒体的信号并将其传递给其他组织，或者接收组织是否在“倾听”来自这两个来源的信号。
迪林说，无论哪种方式，生殖系信号的强度调节着生物体的寿命。随着蠕虫的衰老，其卵子或精子的质量会下降，我们称之为生物钟的滴答声。他认为，生殖细胞从大脑线粒体传递信号的能力发生了变化，这也反映了这种下降。随着蠕虫年龄的增长，其生殖系传输修复信号的效率降低，因此其身体也会衰退。
科学家们还不知道这些发现是否适用于人类以及我们的年龄。迪林说，尽管如此，从更广泛的进化观点来看，这个假设还是有道理的。只要生殖细胞是健康的，它们就会发出促生存信号，以确保其宿主有机体能够存活并繁殖。但随着生殖细胞质量的下降，没有进化的理由继续延长寿命；从进化论的角度来看，生命存在是为了繁殖自己。
线粒体可以相互交谈的事实似乎有些令人担忧，但有一种解释。很久以前，线粒体是自由生活的细菌，它与另一种原始细胞结合在一起，共同作用于我们现代的复杂细胞。因此，它们的通讯能力可能是线粒体自由生活细菌祖先的遗物。
Dillin说：“这个在细胞内滴答作响了数十亿年的小东西仍然保留着它的细菌起源。”。如果他对蠕虫的研究在像人类这样更复杂的生物体中成立，那么你的线粒体可能正在谈论你的年龄。
这篇文章是最初出版的在上 量子抽象博客。
铅图像：线粒体释放的化学信号以某种方式传递给其他组织中的线粒体，从而影响生物体衰老的速度。图片来源：Kristina Armitage/Quanta Magazine。
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Viviane Callier是一名自由科学记者。她是剑桥大学的丘吉尔学者，拥有杜克大学生物学博士学位。
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