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科研进展 | 微生物代谢国家重点实验室赵一雷团队发现进食DNA硫修饰细菌的线虫延寿现象

主要完成人: 发表日期:2021-11-29 点击数:85

       近日,Nature系列刊物《Communications Biology》发表了上海交通大学微生物代谢国家重点实验室赵一雷团队的研究成果“Phosphorothioate-DNA bacterial diet reduces the ROS levels in C. elegans while improving locomotion and longevity”。该团队利用DNA硫修饰生物工程菌与对照菌喂养秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans),研究长期摄入磷硫酰化DNAPT-DNA)物质对真核生物的生理影响。博士生黄强为该论文的第一作者,赵一雷教授为通讯作者。

        微生物组学分析表明人类肠道微生物群中存在大量的DNA硫修饰细菌,然而其对宿主的作用尚不明确。赵一雷团队从测量线虫体内的活性氧(ROS)水平入手,发现长期进食硫修饰细菌的低龄线虫体内ROS水平显著下降,其中过氧亚硝酸类ROS分子下降最为明显,衰老标志物脂褐素水平也随之下降,但其个体活动度上升、寿命延长,对百草枯、重金属铬离子、热激等急性氧化胁迫的抵抗力也有所增强。差异转录组学测序分析表明,进食活跃的年轻线虫体内的抗ROS基因sod-3、热激蛋白hsp12.6、谷胱甘肽硫转移酶基因(GSTs)、寿命调节基因jnk-1等上百种基因表达被显著调控,这些受调控的基因富集在蛋白磷酸化、神经受体、DNA复制修复等生物过程,极有可能影响了寿命调节基因daf-16相关的胰岛素信号通路。


 

图 进食DNA硫修饰细菌的秀丽隐杆线虫表型变化机制

        赵一雷教授长期从事PT-DNA抗氧化和分子识别的研究。上述工作是该团队连续报道PT-DNA双螺旋结构扰动(JPCB,2012)、上下游序列相关性(JPCB,2015)、抗芬顿试剂(Sci Rep,2017)、抗过氧亚硝酸(ACS Chem Biol,2020)后的又一系统性研究进展。

        该研究工作获得国家自然科学基金面上项目和科技部重点研发项目的资助。

        论文链接:https://www.nature.com/articles/s42003-021-02863-y