ULK1LC3同源。

通过比较无遗传缺陷和昼夜节律基因突变的iTRF和对照组的自噬标志物信号强度、自噬潮(量化自噬的一种方法)以及自噬小体/自噬溶酶体的形成,研究人员发现,iTRF组禁食期间,无遗传突变的自噬增强,自噬溶酶体形成增加,但突变的没有这些现象。这说明,iTRF确实能够诱导自噬,且依赖于昼夜节律。

当自噬的调控通路被抑制时,iTRF带来的寿命延长也受到了影响,也就是说,自噬是一个必要条件。

在夜间敲低Atg1Atg8a的果蝇即使严格执行iTRF,也无法延长寿命,因此,夜间Atg1Atg8a的表达是iTRF介导的寿命延长所必需的。

在没有进行iTRF,可以随意进食的果蝇中,通过夜间特异性过表达Atg1Atg8a基因,也可以达到类似的寿命延长的效果。由此,研究人员认为,昼夜节律调控的夜间自噬的增强是iTRF果蝇寿命延长的充分必要条件。同样条件下进行的研究也观察到了与寿命延长一致的健康寿命延长的现象。

《自然》:把夜晚留给自噬而不是夜宵!科学家发现,夜间禁食特异性诱导的细胞自噬或是延长寿命和健康寿命的关键丨科学大发现

过表达Atg1(c)或Atg8a(d),果蝇寿命的对比

研究人员还尝试通过药理学方法增强了昼夜节律基因的表达,也达到了和iTRF同样的效果。为什么这么做呢?研究的第一作者Matt Ulgherait博士表示:“任何类型的限制进食都是很困难的,需要执行者高度自律,如果我们能通过药理学方法增强自噬,尤其是夜间自噬,那么获得这种健康益处就变得简单多了。”[5](奇点糕辣评:好贴心的科学家!)

虽然本研究已经清楚地阐明了机制,但细胞自噬的靶点具有多样性,包括蛋白质、脂质、核苷酸和细胞器,因此,研究人员指出,确定iTRF介导的自噬相关益处所涉及的主要组织和特定靶点是他们未来工作的主要挑战[5]。

参考文献:

[1] https://www.nature.com/articles/s41586-021-03934-0

[2] Partridge L, Alic N, Bjedov I, et al. Ageing in Drosophila: the role of the insulin/Igf and TOR signalling network[J]. Experimental gerontology, 2011, 46(5): 376-381.

[3] Hansen M, Rubinsztein D C, Walker D W. Autophagy as a promoter of longevity: insights from model organisms[J]. Nature reviews Molecular cell biology, 2018, 19(9): 579-593.