
2025年10月9日,同济高中寿命科学学与技木理工大学毛志勇/蒋颖团队合作在Science上发表了题为“A cGAS-mediated mechanism in naked mole-rats potentiates DNA repair and delays aging”的研究文章,揭开了裸鼹鼠长寿的终极秘密。环鸟苷-磷酸腺苷-磷酸合酶(cGAS)在同源重组(HR)修复中具有负调节功能,而在啮齿动物裸鼹鼠中,该功能通过其自身cGAS的四个特定氨基酸残基改变得以逆转。这种改变使裸鼹鼠的cGAS具备更强的基因组稳定能力,能抵消细胞与器官衰老,进而延长其寿命并提升健康寿命。
裸鼹鼠cGAS基本功能逆袭
与人与小鼠普遍存在其实质之间的关系
与人和猪小鼠cGAS相较,裸鼹鼠cGAS在DNA伤害反应迟钝中充分调动功能(图1A-D)。免疫性固色工作得出结论,裸鼹鼠cGAS过表达出来提速了RAD51的募集,RAD51是参予HR维修的关键所在整顿酶(图1E-F)。彗星核查验证,裸鼹鼠cGAS资料了染色体遗传组可靠的性,敲除cGAS则毁掉了染色体遗传组的可靠的性(图1G-H),这得出结论裸鼹鼠cGAS有助于HR维修以可靠的染色体遗传组。
图1 裸鼹鼠cGAS有利于促进HR修补以稳定可靠遗传基因组
蛋白酶回文序列重要性看见
二个酪氨酸更改,瓦解cGAS功能模块
通过融合裸鼹鼠和人N和C末端产生的嵌合体,发现裸鼹鼠C末端负责其对HR的刺激作用(图2A-B)。随后,将C端结构域划分为三个子结构域,修复效率分析表明,裸鼹鼠-C3结构域(444–554)增强了HR修复(图2C-D)。进一步鉴定了4个甲基化,S463D,E511K,Y527L和T530K,它们部分消除了HR刺激(图2E-G)。裸鼹鼠cGAS 4-aa突变体失去了对招募RAD51的刺激作用(图2H-I),而人cGAS 4-aa突变体逆转了对RAD51募集的抑制作用(图2J-K),四个残基在调节RAD51募集中的作用是保守的。
图2 四个核苷酸介导裸鼹鼠cGAS在资料HR中的用
分子结构机制化解释
裸鼹鼠cGAS进行FANCI-RAD50信号通路促进会HR修补
对辐照的裸鼹鼠细胞进行co-IP和质谱研究分析,确定了潜在的DNA修复因子作为裸鼹鼠cGAS促进HR的靶点,其中包括FANCI、RAD50和PARP1(图3A-E)。微照射实验表明,裸鼹鼠FANCI被招募到激光诱导的DSB中(图3F),且FANCI和RAD50相互作用(图3G-I),二者共同促进促进HR修复(图3J)。
RAD50与DNA的利用是DNA受伤症状中最初的群体事件组成,我们对利用HR进行DNA处理至关关键。印染质剥离 进行实验阐明,裸鼹鼠FANCI加速了DNA受伤后RAD50打开到印染质上(图3Q)。虽然,裸鼹鼠-大鼠cGAS的过表述加速了RAD50向印染质的募集(图3R)。必玩小心的是,吸引FANCI祛除了一种激励用途(图3S),阐明裸鼹鼠cGAS介导的RAD50募集必须 FANCI。
图3 裸鼹鼠cGAS不断增强FANCI-RAD50间接功能,催进RAD50募集
的文章个人心得体会
本科学研究最先从大分子本质,阐明了裸鼹鼠超级进化出加长平均寿命的管理处措施——顺利通过cGAS蛋清中4个指定区域碳水化合物的变换,瓦解其对HR清理的负的调节工作,而使加强DNA清理的能力、稳定的DNA组、廷迟萎缩(图4)。 某些遇到这不仅为“高效性DNA修理可缓减新陈代谢程序运行”的理论体系供应了间接实验室视听资料,更注重的是,它处世类抗新陈代谢论述开拓了新一代 根目录:进行靶向疗法改善cGAS蛋白酶(非常是这七个至关重要有机酸位点),优化网络DNA修理模式,只不过能是明天延长了人类历史健康保健期的管理的本质干涉方式。
图4 cGAS四核苷酸可以调节生殖细胞衰退、组织结构的老化和使用期
拜谱工作小结
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参阅专著:
Chen Y, Chen Z, Wang H, et,al. A cGAS-mediated mechanism in naked mole-rats potentiates DNA repair and delays aging. Science. 2025 Oct 9;390(6769):eadp5056. doi: 10.1126/science.adp5056.