年龄越大DNA复制越快但错误率提高，这是最近刚报道的关于衰老的新的标志。我们知道最著名的关于细胞衰老的解释是端粒长度，细胞核DNA复制会导致端粒缩短，最终导致细胞衰老和死亡。这次研究则从染色体两端进入到内部，可能是染色体上核小体减少，导致复制刹车作用下降，速度加快导致复制过程中的纠错能力下降，从而产生更多复制错误，某些错误可能会导致细胞衰老和死亡的加速。这一发现给衰老研究领域增加了新的话题和研究手段。

根据3月12日发表在《自然》杂志上的一项研究，衰老似乎以同样方式影响五种非常不同的生命——人类、果蝇、大鼠、小鼠和蠕虫——的细胞过程。这些发现可能有助于解释导致衰老的原因，并为如何逆转衰老提供建议。

“它开辟了一个真正基本的新领域，了解我们如何以及为什么衰老，”澳大利亚新南威尔士大学悉尼分校的生物化学家Lindsay Wu说。

随着动物年龄的增长，细胞内的各种分子过程变得不那么可靠 - 基因突变变得更加频繁，染色体的末端折断，使它们变短。许多研究都探讨了衰老对基因表达的影响，但很少有人研究它如何影响转录——遗传信息从蓝图DNA链复制到RNA分子的过程——德国科隆大学的计算生物学家Andreas Beyer说。

粗心复制

为了找到答案，Beyer和他的同事分析了五种生物的全基因组转录变化：线虫，果蝇，小鼠，大鼠和人类，在不同的成年年龄。研究人员测量了衰老如何改变驱动转录的酶RNA聚合酶II（Pol II）在DNA链上移动的速度。他们发现，平均而言，Pol II随着年龄的增长而变得更快，但在所有五个组中都不太精确且更容易出错。“我们看到读取和参考基因组之间有更多的不匹配，”Beyer说。

先前的研究表明，限制饮食和抑制胰岛素信号传导可以延缓衰老并延长许多动物的寿命，因此研究人员随后调查了这些措施是否对Pol II的速度有任何影响。在携带胰岛素信号基因突变的蠕虫，小鼠和果蝇中，Pol II以较慢的速度移动。这种酶在低热量饮食的小鼠中也传播得更慢。

但最终的问题是Pol II速度的变化是否会影响寿命。Beyer和他的团队追踪了果蝇和蠕虫的生存，这些果蝇和蠕虫携带了一种减缓Pol II速度的突变。这些动物的寿命比非突变动物长10%至20%。当研究人员使用基因编辑来逆转蠕虫的突变时，动物的寿命缩短了。“这确实建立了因果关系，”拜尔说。

加快步伐

研究人员想知道Pol II的加速是否可以通过DNA在细胞内包装的结构变化来解释。为了尽量减少它们占用的空间，大量的遗传信息线紧紧地缠绕在称为组蛋白的蛋白质周围，形成称为核小体的束。通过分析人类肺细胞和脐静脉细胞，研究人员发现衰老细胞含有较少的核小体，为Pol II更快地传播铺平了道路。当研究小组提高细胞中组蛋白的表达时，Pol II以较慢的速度移动。在果蝇中，组蛋白水平升高似乎延长了它们的寿命。

这项研究是一项“非常令人兴奋的工作”，它证明了衰老机制如何在远亲物种中保持一致，英国格拉斯哥大学研究哺乳动物衰老的Colin Selman说。它还为探索Pol II如何成为减缓衰老过程的药物的目标打开了大门。Pol II转录过程的变化与许多疾病有关，包括各种类型的癌症，并且已经开发出一系列靶向Pol II和促进它的分子的药物。“可能有机会有效地重新利用其中一些药物来研究它们对衰老的影响，”塞尔曼说。