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文章題目：Resurrection of endogenous retroviruses during aging reinforces senescence

期刊：Cell

發(fā)表時(shí)間：2023年1月6日

主要內(nèi)容：中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所劉光慧課題組、曲靜課題組和中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所張維綺課題組合作在Cell雜志上發(fā)表了文章Resurrection of endogenous retroviruses during aging reinforces senescence，該研究首次發(fā)現(xiàn)了年輕的ERV亞家族在細(xì)胞衰老過(guò)程中被再度喚醒，提出了古病毒復(fù)活介導(dǎo)衰老程序化及傳染性的理論，并且創(chuàng)新性地發(fā)展出阻斷ERV古病毒復(fù)活及擴(kuò)散以實(shí)現(xiàn)延緩衰老的多維干預(yù)策略。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.12.017

使用TransGen產(chǎn)品：

Fast Mutagenesis System（FM111）

研究背景

內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒（Endogenous Retrovirus, ERV）是嵌在細(xì)胞內(nèi)基因組的病毒，起源于外源逆轉(zhuǎn)錄病毒，并通過(guò)內(nèi)源化成為宿主基因組一部分的基因位點(diǎn)，大約 8% 的人類(lèi)基因組系列由HERV組成。盡管這些ERVs通常不具有病毒活性，但是有時(shí)候卻可以被多種環(huán)境因素激活，比如感染因子、外源性病毒、衰老、改變表觀修飾的藥物等。

衰老是人類(lèi)慢性疾病的最大危險(xiǎn)因素，人類(lèi)基因組潛藏著諸多“老化”信號(hào)，這些衰老信息流通常受到表觀遺傳的嚴(yán)密調(diào)控而處于沉默狀態(tài)，但在增齡過(guò)程中，由于表觀遺傳的失序，這些“老化”信號(hào)逃離管控，進(jìn)而激活啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)的一系列衰老程序。然而，占據(jù)人類(lèi)基因組序列較大比例、如“死火山”般沉寂的ERV古病毒元件是否參與了衰老的程序化調(diào)控尚且未知，ERV元件能否在衰老過(guò)程中逃脫宿主的監(jiān)視而被再度喚醒以及蘇醒與爆發(fā)對(duì)細(xì)胞和組織的衰老有何影響等科學(xué)問(wèn)題亟待解決。

文章概述

該研究通過(guò)建立兒童早衰綜合征、成年早衰綜合征、小鼠、猴和人的生理性及病理性多器官衰老模型等多種衰老研究體系，利用高通量測(cè)序、高分辨率單分子RNA/DNA原位雜交、免疫電鏡和高靈敏的液滴數(shù)字PCR等多學(xué)科交叉技術(shù)，發(fā)現(xiàn)衰老細(xì)胞中表觀遺傳去抑制（如異染色質(zhì)減少）導(dǎo)致基因組中ERV的轉(zhuǎn)錄激活并翻譯出病毒蛋白，進(jìn)而包裝成為病毒顆粒。

深入的機(jī)制研究表明，ERV反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在宿主細(xì)胞胞漿中的出現(xiàn)，會(huì)激活初始細(xì)胞及被感染細(xì)胞中固有的病毒防御機(jī)制。這種本能的細(xì)胞抗病毒反應(yīng)意在降低病毒的損害，然而事與愿違，這些防御性機(jī)制卻恰恰促進(jìn)了細(xì)胞的早衰。

該研究闡釋了衰老細(xì)胞基因組中ERV古病毒程序性復(fù)活、觸發(fā)細(xì)胞老化、借助病毒顆粒傳遞衰老信號(hào)、感染年輕細(xì)胞的級(jí)聯(lián)機(jī)制。通過(guò)對(duì) ERV古病毒潛伏、復(fù)活、細(xì)胞間傳遞等不同生命周期環(huán)節(jié)的解析，開(kāi)發(fā)出通過(guò)基于靶向ERV調(diào)控元件的CRISPR基因沉默體系、靶向逆轉(zhuǎn)錄酶的小分子抑制藥物、靶向病毒包膜蛋白的中和抗體等技術(shù)，阻斷ERV的轉(zhuǎn)錄、反轉(zhuǎn)錄、病毒級(jí)聯(lián)感染等多個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了延緩組織和機(jī)體衰老的的干預(yù)策略。

該研究系統(tǒng)定義并揭示了衰老誘導(dǎo)的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)活（aging-induced resurrection of endogenous retrovirus, AIR-ERV）可以作為細(xì)胞、器官乃至機(jī)體衰老的驅(qū)動(dòng)力及度量標(biāo)志物，為衰老的程序化、級(jí)聯(lián)放大和可干預(yù)性提供了全新的理論依據(jù)，為人類(lèi)衰老的科學(xué)評(píng)估和預(yù)警、衰老及衰老相關(guān)疾病的防治提供了重要的線(xiàn)索和思路。

圖1：內(nèi)源性古病毒復(fù)活驅(qū)動(dòng)衰老的機(jī)制與干預(yù)策略

全式金產(chǎn)品支撐

優(yōu)質(zhì)的試劑是科學(xué)研究的利器。全式金的點(diǎn)突變?cè)噭┖?a href="http://www.blonki.net/mutation/296.html" target="_blank" textvalue="Fast Mutagenesis System（FM111）">Fast Mutagenesis System（FM111）助力本研究。

Fast Mutagenesis System（FM111）

一款突變效率高，操作簡(jiǎn)便的點(diǎn)突變?cè)噭┖小６啻螛s登Cell、Nature Communications等知名期刊，助力科學(xué)研究。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

● 采用部分重疊引物 (均含突變點(diǎn)) 設(shè)計(jì)，使PCR呈指數(shù)擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物凝膠電泳可見(jiàn)，擴(kuò)增產(chǎn)物為環(huán)狀，易于轉(zhuǎn)化。

● 使用2×TransStart^? FastPfu Fly PCR SuperMix擴(kuò)增，縮短了擴(kuò)增時(shí)間，同時(shí)提高了擴(kuò)增的保真性。

● 利用體外限制性?xún)?nèi)切酶和體內(nèi)感受態(tài)細(xì)胞降解甲基化質(zhì)粒模板，突變效率更高，對(duì)照突變效率高達(dá)90%。

全式金產(chǎn)品再一次登上Cell期刊，證明了大家對(duì)全式金產(chǎn)品品質(zhì)和實(shí)力的認(rèn)可，也完美詮釋了全式金一直以來(lái)秉承的“品質(zhì)高于一切，精品服務(wù)客戶(hù)”的理念。全式金始終在助力科研的道路上砥礪前行，希望未來(lái)能與更多的科研工作者并肩奮斗，用更多更好的產(chǎn)品持續(xù)助力科研。

使用Fast Mutagenesis System（FM111）產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：

● Liu X Q, Liu Z P, Wu Z M, et al. Resurrection of endogenous retroviruses during aging reinforces senescence[J].Cell, 2023.

● Shi S, Ma B, Sun F, et al. Zafirlukast inhibits the growth of lung adenocarcinoma via inhibiting TMEM16A channel activity[J]. Journal of Biological Chemistry, 2022.

● Chen Y G, Li D S, Ling Y, et al. A Cryptic Plant Terpene Cyclase Producing Unconventional 18‐and 14‐Membered Macrocyclic C25 and C20 Terpenoids with Immunosuppressive Activity[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2021.

● Yang Y, Csakai A, Jiang S, et al. Tetrasubstituted imidazoles as incognito Toll-like receptor 8 a (nta) gonists[J]. Nature Communications, 2021.

● Liu M, Xu B, Ma Y, et al. Reversible covalent inhibitors suppress enterovirus 71 infection by targeting the 3C protease[J]. Antiviral Research, 2021.