揭秘酿酒酵母的老化秘密：从代谢变化到合成生物学突破

揭秘酿酒酵母的老化秘密：从代谢变化到合成生物学突破

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https://www.editverse.com/zh-CN/%E8%A1%B0%E8%80%81%E9%81%97%E4%BC%A0%E5%AD%A6/

近期，关于酿酒酵母老化的研究取得了重要突破。这些研究不仅揭示了酵母老化的生物学机制，还为我们理解细胞衰老提供了新的视角。

2024年7月，浙江大学生命科学研究院叶存奇课题组在Nature Chemical Biology发表研究论文，揭示了磷脂合成在细胞衰老过程中的重要作用。研究发现，酿酒酵母在老化过程中，磷脂合成的关键通路——Kennedy通路受到抑制。这一变化导致细胞内激活态胆碱和乙醇胺大量积累，并影响了嘧啶核苷酸的再利用。

研究还发现，Kennedy通路的缺陷会引发广泛的代谢重编程，促进从头核苷酸合成，进而影响细胞的氧化还原平衡。这一发现表明，磷脂合成不仅参与生物膜的调节，还通过影响核苷酸代谢和氧化还原状态，在细胞防御和衰老过程中发挥关键作用。

在另一项重要研究中，华大生命科学研究院联合深圳大学第一附属医院、北京大学在Nature Communications发表论文，报道了酿酒酵母13号染色体的从头设计与合成。研究团队基于合成酵母构建了衰老研究模型，成功筛选出20个长寿菌株，并发现了多个与长寿相关的基因。

研究发现，这些长寿菌株在13号染色体上发生了多个SCRaMbLE重排事件，这些重排事件对长寿表型具有累积效应。这一成果为快速挖掘与寿命相关的基因靶点提供了新方法，也为延缓衰老的药物筛选提供了潜在靶点。

作为国际合成酵母基因组计划（Sc2.0）的一部分，来自美国纽约大学等机构的科学家在Cell期刊上发表7篇论文，报道了合成超过50%酿酒酵母基因组的重要进展。研究团队成功将7条以上的合成染色体整合到一个酵母细胞中，得到的合成酵母菌株在存活和复制能力上与野生型相似。

Sc2.0项目负责人Jef Boeke表示，这项工作开启了工程生物学的新纪元，从修补少量基因到从头设计和构建整个基因组。研究团队移除了大量非编码DNA和重复序列，添加了新的DNA片段，并引入了SCRaMbLE系统，可以改变基因顺序，产生遗传多样性。

这些研究发现不仅揭示了酵母老化的具体机制，还展示了合成生物学在衰老研究中的巨大潜力。通过解析酵母衰老过程中的代谢变化和遗传机制，科学家们有望找到延缓细胞衰老的新方法。

未来，随着合成酵母基因组计划的进一步推进，我们有望获得完整的合成酵母基因组，这将为研究细胞衰老提供更强大的工具。这些研究不仅对基础生物学有重要贡献，还可能为开发抗衰老药物和治疗与衰老相关疾病提供新的思路。