尽管热量限制已被证明可以抵抗从人类到果蝇的一切衰老,但其背后的机制仍是未知的。但是在《自然》杂志上发表的一项新研究中,特拉维夫大学的一组研究人员开发了一种计算机算法,该算法能够预测可以被关闭的基因,从而产生与卡路里限制相同的抗衰老作用。
共同作者和博士生卡伦·伊扎克(Karen Yizhak)说:“大多数算法都试图找到杀死细胞的药物靶点,以治疗癌症或细菌感染。”“我们的算法是我们领域中第一个寻找药物靶标而不是杀死细胞,而是将其从患病状态转变为健康状态的算法。”
Yizhak是Eytan Ruppin实验室的一名学生,研究人员一直在忙于将数学方程式与计算机结合起来以创建基因组规模的代谢模型或GSMM。每个模型都充当数字实验室,科学家们可以通过单击鼠标来进行以前的劳动密集型测试。
Yizhak开发的算法获取有关任何两个代谢状态的信息,并预测要使其从一种状态转变为另一种状态所需要的环境或遗传变化。她将其应用于衰老的遗传学中,她预测可以关闭的基因可以使老酵母的基因表达看起来与年轻酵母相似。已知该算法建议的某些基因在关闭时可延长酵母的寿命,而其他七个则被送去进行测试。到目前为止,科学家发现关闭它们中的两个-GRE3和ADH2-可以大大延长酵母的寿命。
伊扎克说:“您预计大约有百分之三的酵母基因会延长寿命。”“因此,像我们所做的那样,在这个预期频率上实现10倍的增长非常令人鼓舞。”
该算法显示,关闭GRE3和ADH2会增加酵母中的氧化应激水平,Yizhak假设这种氧化应激水平可能会产生轻度的压力,就像卡路里限制所产生的那样。
将算法应用于人类代谢数据后,Yizhak从四项研究中发现了一组能够转换40%至70%的老年人和年轻人之间的信息变化的基因。虽然目前尚无法在人类中验证结果,但已知许多鉴定出的基因不仅可以延长酵母的寿命,而且还可以延长蠕虫和小鼠的寿命。