生物评论周报178期:Nature:日本长寿老人独特的肠道菌群

 

1、Nature:日本长寿老人独特的肠道菌群

 

2021年7月29日,来自日本庆应义塾大学Kenya Honda、美国哈佛医学院Ramnik J. Xavier等研究人员合作在国际学术期刊《自然》发表了题为“Novel bile acid biosynthetic pathways are enriched in the microbiome of centenarians.”的研究论文,发现新型胆汁酸生物合成途径在百岁老人的微生物组中富集。

 

研究人员表明,百岁老人有一个独特的肠道微生物群,富含能够产生独特的次级胆汁酸(BA)的微生物,包括 iso-, 3-oxo-, allo-, 3-oxoallo-, and isoallo-石胆酸(LCA)。在这些BA中,isoalloLCA的生物合成途径以前未被描述。通过筛选一位百岁老人粪便微生物群中的68种细菌分离物,研究人员发现Odoribacteraceae菌株在体外和体内都是isoalloLCA的有效生产者。

 

Fig 1 |百岁老人(CE)的肠道菌群高产一组特殊的次级胆汁酸

 

此外,研究人员发现5α-还原酶(5AR)和3β-羟类固醇脱氢酶(3βHSDH)负责生产isoalloLCA。isoalloLCA对革兰氏阳性(而非革兰氏阴性)多重耐药病原体,包括艰难梭菌和粪肠球菌,发挥了强大的抗菌作用。这些发现表明,特定的胆汁酸代谢可能参与减少病原体感染的风险,从而可能有助于维持肠道的平衡。

 

据了解,百岁老人对与年龄有关的疾病、慢性炎症和传染病的易感性降低。

 

(评论:研究中发现的细菌株的胆汁酸代谢能力,或可用于控制胆汁酸库以利健康。

 

文章来源:

Sato, Yuko, Atarashi, Koji et al, Novel bile acid biosynthetic pathways are enriched in the microbiome of centenarians. DOI: 10.1038/s41586-021-03832-5,Nature:最新IF:43.07

 

2、Nature:揭示BRCA1-BARD1核糖体识别和泛素化的机制

 

2021年7月28日,来自美国梅奥医学中心Georges Mer团队在《自然》杂志上发表了题为“Mechanisms of BRCA1–BARD1 nucleosome recognition and ubiquitylation.”的研究论文,揭示BRCA1-BARD1核糖体识别和泛素化的机制。

 

研究人员使用冷冻电镜发现,BARD1的ankyrin重复和串联BRCT结构域采用紧凑的折叠,并与核糖体组蛋白、DNA和连接到H2A氨基末端K13或K15的单双链蛋白结合,这两个信号是已知的双链断裂特异性信号。结果进一步表明,BRCA1-BARD1中的RING结构使核糖体上的E2泛素结合酶处于动态构象中,为泛素转移到H2A和变体H2AX的灵活羧基端尾部做好准备。这项工作揭示了一种调节串联,其中BRCA1-BARD1在H2A的N端识别单泛素,阻止了多泛素链的形成,并合作促进H2A的C端泛素化。

 

这些发现阐明了BRCA1-BARD1染色质招募和泛素化特异性的机制,突出了BARD1在这两个过程中的关键功能,并解释了BRCA1-BARD1如何通过反对复制后染色质中的DNA修复蛋白53BP1促进同源重组。这些数据提供了一个评估BARD1变体的结构框架,并有助于识别驱动癌症发展的突变。

 

据介绍,BRCA1-BARD1肿瘤抑制因子是一种E3泛素连接酶,是通过同源重组修复DNA双链断裂所必需的。BRCA1-BARD1复合物在DNA复制后定位到受损的染色质上,并催化组蛋白H2A和其他细胞靶标的泛素化。BRCA1-BARD1被招募到双链断裂处和靶标识别的分子基础仍然未知。

 

(评论:或许可用于控制胆汁酸库以利健康。)

 

文章来源:

Hu, Qi, Botuyan, Maria Victoria et al, Mechanisms of BRCA1–BARD1 nucleosome recognition and ubiquitylation. DOI: 10.1038/s41586-021-03716-8, Nature:最新IF:43.07。

 

3、Science:增强VEGF信号可促进健康衰老并延长寿命

 

2021年7月30日,来自以色列耶路撒冷希伯来大学E. Keshet研究组在学术期刊《科学》上发表了题为“Counteracting age-related VEGF signaling insufficiency promotes healthy aging and extends life span.”的一项新成果。研究表明增强与年龄相关VEGF信号促进健康衰老并延长寿命。

 

研究人员在老年小鼠中发现,由诱饵受体表达增加产生的血管内皮生长因子 (VEGF) 信号不足可能会导致多个器官系统的生理衰老。增加 VEGF信号可以防止与年龄相关的毛细血管损失,改善器官灌注和功能,并延长寿命。健康衰老可由正常的新陈代谢和身体构成以及与衰老相关病理的改善来表征,衰老相关疾病包括肝脂肪变性、肌肉减少症、骨质疏松症、“炎症”(与年龄相关的多器官慢性炎症)和肿瘤负荷增加。

 

这些结果表明VEGF信号传导不足会影响小鼠的器官衰老,并且调节该途径可能会延长哺乳动物的寿命并改善整体健康状况。

 

据介绍,衰老是血管疾病的既定危险因素,但血管衰老本身可能会导致器官功能的逐渐恶化。

 

文章来源:

M.Grunewald, S. Kumaret al,Counteracting age-related VEGF signaling insufficiency promotes healthy aging and extends life span. DOI: 10.1126/science.abc8479, Science:最新IF:41.037

 

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