耶路撒冷,2026年6月2日(美通社)—— 一项新研究确定了vgll3是促进快速生长和早期繁殖的关键基因,但同时会增加晚年衰老和癌症的风险。研究结果为进化论中优先考虑早期优势而牺牲长期健康的理论提供了罕见的实验证据。研究人员表示,这一发现可能为理解并潜在分离发育、衰老和疾病之间的生物学联系开辟新途径。
研究人员发现了一个基因,它直接将生命早期的生长和繁殖成功与晚年加速衰老和癌症风险增加联系起来,为进化生物学中的一个长期理论提供了新的见解。
现在,由希伯来大学的伊坦·摩西博士、马尔瓦·伯格曼博士和伊塔马尔·哈雷尔教授领导的国际团队,与以色列理工学院的纳比赫·阿尤布教授和东英吉利亚大学的阿列克谢·A·马克拉科夫教授合作,为"拮抗多效性"理论提供了实验证据。该理论认为某些基因可以在生命早期提供优势,同时导致老年疾病和衰退。
尽管这一理论在理论上被广泛接受,但科学家们一直难以在脊椎动物中识别出负责这种权衡的具体基因。研究团队使用非洲青鳉鱼(一种寿命较短的物种,最近被哈雷尔及其同事用于基因衰老研究),专注于vgll3基因,该基因此前已与人类青春期时机和其他物种(特别是大西洋鲑鱼)的成熟相关联。
通过使用CRISPR技术修改这个基因,研究人员观察到了明显的效果。vgll3基因被修改的鱼生长更快,更早达到性成熟,这些特征在自然环境中可能提供繁殖优势。
然而,这些好处伴随着显著的长期代价。这些鱼的寿命缩短,并且年龄相关肿瘤的发病率更高,包括类黑色素瘤癌症。
哈雷尔博士表示:"我们实际上捕捉到了进化过程中进行权衡的瞬间。多年来,我们一直问为什么我们的身体不能无限期地自我维持。这个基因给了我们直接答案:大自然不优先考虑长寿;它优先考虑的是延续。我们的身体是为短跑而建,不是为马拉松。"
进一步分析显示,该基因影响关键的生物过程,包括细胞分裂、干细胞活性和DNA修复。细胞活性增加可能有助于解释年轻鱼中观察到的快速发育,以及导致老年个体患病的损伤累积。
研究人员还开发了一种新的免疫缺陷青鳉鱼模型,使他们能够以此前在该系统中不可能的方式移植和研究肿瘤细胞。
哈雷尔博士补充道:"令人着迷——也有些可怕的是,我们在这些鱼身上看到的癌症不是随机事故。它是它们青春活力的直接影子。驱动细胞构建年轻身体的同一机制,正在劫持系统来在老年身体中构建肿瘤。如果我们能理解这种机制,我们可能最终学会如何将健康生长与衰老疾病分开。"
由于vgll3在人类中是保守的,这一发现可能对理解人类发育、衰老和年龄相关疾病具有更广泛的意义。虽然先前的关联研究已将该基因与青春期时机和激素水平联系起来,但功能性数据直到现在才缺失。
这一发现可能有助于未来癌症预防工作和延长健康寿命的研究。研究人员表示,下一步将探索是否有可能将该基因在生命早期的有益效果与其晚年有害后果分开。
研究论文题为"拮抗多效性基因调控脊椎动物生长、成熟和寿命",已发表在《自然通讯》期刊上。
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