
2025年10月9日,同济一本大学生命是什么数学与技術学员毛志勇/蒋颖项目团队在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功能模块可逆
与和小鼠现实存在根本对比分析
与人和猪小鼠cGAS好于,裸鼹鼠cGAS在DNA挤压伤症状中挥发用途(图1A-D)。免疫力刺绣进行实验表述,裸鼹鼠cGAS过描述提高了RAD51的募集,RAD51是参与到HR维修能力的根本重组方案酶(图1E-F)。彗星校正声明,裸鼹鼠cGAS不断增强了表观遗传组比较稳判定,敲除cGAS则破环了表观遗传组的比较稳判定(图1G-H),这表述裸鼹鼠cGAS提高HR维修能力以比较维持表观遗传组。
图1 裸鼹鼠cGAS增进HR修复系统以不稳定性基因组组
核蛋白编码序列关键所在表明
4个胺基酸提升,反转cGAS职能
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)。进一步鉴定了以下基因突变,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 每种核苷酸介导裸鼹鼠cGAS在增加HR中的功用
原子长效机制分析
裸鼹鼠cGAS采用FANCI-RAD50通道促使HR消除
对辐照的裸鼹鼠细胞进行co-IP和质谱具体分析,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的综合是DNA影响症状中最开始的故事之三,针对于利用HR做出DNA避免至关举足轻重。复染的质转移试验表述,裸鼹鼠FANCI有利于提高网站了DNA影响后RAD50打开到复染的质上(图3Q)。于此,裸鼹鼠-大鼠cGAS的过展现有利于提高网站了RAD50向复染的质的募集(图3R)。可以特别注意的是,损耗的FANCI避免了这类刺激反应反应(图3S),表述裸鼹鼠cGAS介导的RAD50募集要有FANCI。
图3 裸鼹鼠cGAS开展FANCI-RAD50相护用途,促使RAD50募集
的文章工作小结
本深入分析首个从分子式层级,反映了裸鼹鼠发展出过长壽命的中心体制——进行cGAS核蛋白中三个单一核苷酸的变换,不可逆转其对HR休复的负调准功能模块,从而明显增强DNA休复作用、安全稳定DNA组、廷缓衰老的原因(图4)。 某些发现不止为“便捷DNA处理可降底细胞衰退线程”的实际供应了单独实验英文凭证,更重要的的是,它让人类祖先抗细胞衰退科研发展壮大了新型方法:用靶点调空cGAS核蛋白(针对是这几个重要性有机酸位点),优化网络DNA处理控制系统,虽然能称为十年后的中国不断增加人类祖先营养年限的重要应对手段。
图4 cGAS四蛋白质缓解神经细胞显老、组织性损坏和生命
拜谱总结
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符合文献综述:
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.