本文用“细胞衰老的端粒DNA和核糖体DNA共调控假说”来解释低蛋白饮食为什么能延年益寿，该假说认为，肿瘤抑制蛋白P53可能是调控细胞衰老的主控因子。而端粒DNA和rDNA的拷贝数减少可能会抑制P53的降解，因此，随着染色体中的端粒DNA和rDNA的拷贝数的不断减少，细胞中P53蛋白的浓度就会越来越高，从而使细胞越来越衰老。

2017年，英国伦敦弗朗西斯·克里克研究所的科学家发现，果蝇幼年时饮食中蛋白含量最低的幼虫比对照组寿命长一倍。2021年，威斯康星大学的研究人员们构建了2组实验小鼠，从幼年开始就分别摄入同等热量的正常饮食和低蛋白饮食。结果低蛋白饮食组的小鼠们平均寿命比对照组延长了30%。

日本著名的“长寿之乡”冲绳的居民不仅平均寿命位居世界之首，他们的身体也很健康。科学家发现冲绳人摄入更多碳水化合物和更少蛋白质，这种饮食方式被称为“冲绳比例”——摄入碳水化合物与蛋白质之比为10：1。

低蛋白饮食其实是降低了某种氨基酸的摄入，早在1993年，研究人员便尝试利用大鼠去探索蛋氨酸限制的衰老干预效果，当大鼠饮食中蛋氨酸摄入量被从0.86%终生降低到0.17%后（下调约80%），雄性大鼠的寿命延长了近30%，并且“吃得少”也并未影响大鼠的正常生长[Orentreich, N., Matias, J. R., DeFelice, A., & Zimmerman, J. A. (1993). Low methionine ingestion by rats extends life span. The Journal of nutrition, 123(2), 269–274. https://doi.org/10.1093/jn/123.2.269]。

由于蛋氨酸密码子与蛋白质翻译初始密码子相同（均为AUG），限制蛋氨酸摄入后可显著下调蛋白质合成[Mazor, K. M., Dong, L., Mao, Y., Swanda, R. V., Qian, S. B., & Stipanuk, M. H. (2018). Effects of single amino acid deficiency on mRNA translation are markedly different for methionine versus leucine. Scientific reports, 8(1), 8076. https://doi.org/10.1038/s41598-018-26254-2]。

由于端粒DNA和rDNA是多拷贝的串联重复序列，本来稳定性很差，在转录或复制时需要剥离掉组蛋白，裸露出DNA，并解开DNA双链，此时很容易受到各种因素的损伤和干扰而导致拷贝的丢失，而蛋白质合成过程需要合成占RNA总量82%的rRNA，因此，频繁的合成蛋白质过程会导致rDNA频繁的转录，从而加速rDNA拷贝数的减少。蛋白质合成或者说新陈代谢会促进端粒转录，随着端粒DNA转录成RNA量的提高，当端粒附近RNA水平升高，端粒的丢失速度会加快。因此，蛋白质合成都会使端粒DNA和rDNA转录，从而导致端粒DNA和rDNA拷贝的丢失。

营养丰富的饮食可通过活化雷帕霉素靶蛋白(mTOR)增加rDNA转录［Grewal SS et al. (2007) Drosophila TIF-IA is required for ribosome synthesis and cell growth and is regulated by the TOR pathway. J. Cell Biol. 179, 1105–1113.]。导致果蝇rDNA拷贝数丢失[Aldrich JC and Maggert KA (2015) Transgenerational inheritance of diet-induced genome rearrangements in Drosophila. PLoS Genet. 11, e1005148.]。这就是前面说的果蝇低蛋白饮食寿命延长一倍的原因。也是雷帕霉素延长果蝇和小鼠寿命的原因。

据报道，具有活化mTOR的小鼠肿瘤模型和具有高mTOR活性的人类癌细胞都具有减少的rDNA拷贝。小鼠造血干细胞在核仁中积累“复制应激”，可能反映了老化过程中rDNA拷贝数的损失。-原创：黄必录，吴正治