关闭"衰老基因"

特拉维夫大学布拉瓦特尼克计算机科学奥立龙ORION学院Eytan Ruppin教授实验室的博士生Keren Yizhak和她的同事们开发了一种计算机算法，可以预测哪些基因可以被"关闭"，以产生与卡路里限制相同的抗衰老效果。这些发现发表在《自然通讯》上，可能导致开发治疗衰老的新药。巴伊兰大学的研究人员合作进行了这项研究。

"大多数算法试图找到杀死细胞以治疗癌症或细菌感染的药物靶点，"Yizhak说。"我们的算法是我们领域的第一个寻找药物靶点的算法，不是杀死细胞，而是将它们从疾病状态转变为健康状态。

数字实验室

Ruppin教授的实验室是基因组规模代谢建模或GSMM不断发展领域的领导者，使用数学方程和计算机，GSMM描述了活细胞的新陈代谢或维持生命的过程。一旦建成，各个模型将用作数字实验室，允许通过单击鼠标进行以前劳动密集型测试。Yizhak的算法，她称之为"代谢转化算法"或MTA，可以获取有关任何两种代谢状态的信息，并预测从一种状态到另一种状态所需的环境或遗传变化。

"基因表达"是测量细胞中单个基因的表达水平，基因可以通过各种方式"关闭"，以防止它们在细胞中表达。在这项研究中，Yizhak将MTA应用于衰老的遗传学。在使用她定制设计的MTA来确认以前的实验室发现之后，她用它来预测可以关闭的基因，使老酵母的基因表达看起来像年轻酵母的基因表达。酵母是最广泛使用的遗传模型，因为它的大部分DNA都保存在人类中。

MTA发现的一些基因已经知道在关闭时可以延长酵母的寿命。在她发现的其他基因中，Yizhak送了七个在巴伊兰大学实验室进行测试。研究人员发现，在实际的非数字酵母中关闭两个基因GRE3和ADH2可以显着延长酵母的寿命。

"你会期望大约百分之三的酵母基因延长寿命，"Yizhak说。"因此，像我们一样，在这个预期频率上实现10倍的增长是非常令人鼓舞的。

人类的希望

由于MTA提供了细胞代谢的系统视图，因此它还可以阐明其识别的基因如何有助于遗传表达的变化。在GRE3和ADH2的情况下，MTA表明关闭基因会增加酵母中的氧化应激水平，从而可能诱导类似于卡路里限制产生的轻度应激 。

作为最终测试，Yizhak将MTA应用于人体代谢信息。MTA能够识别出一组基因，这些基因可以转换来自四项不同研究的40%至70%的旧信息和年轻信息之间的差异。虽然目前没有办法验证人类的结果，但已知其中许多基因可以延长酵母，蠕虫和小鼠的寿命。

接下来，Yizhak将研究关闭MTA预测的基因是否会延长基因工程小鼠的寿命。有一天，药物可以被开发出来靶向人类的基因，这可能会让我们活得更长。MTA还可以应用于寻找代谢起作用的疾病的药物靶标，包括肥胖，糖尿病，神经退行性疾病和癌症。