参考资料：

[1]Zhen Zhou,器两 Yuting Liu, Yushen Feng, et al. Engineering longevity—design of a synthetic gene oscillator to slow cellular aging. Science, 2023; 380 (6643): 376 DOI: 10.1126/science.add7631

通过单细胞研究与数学建模相结合，研究人员试图重构控制酵母细胞上述两种衰老模式的基因网络，生物科学学院分子生物学系的Nan Hao教授表示：“我们的工作验证了合成基因回路的可行性。研究人员使用一种能被HAP结合并激活的启动子——CYC1（Cytochrome C1）启动子替换了SIR2的天然启动子，就是要通过重编程，以及Sir2双重过表达与Hap4过表达相结合的菌株进行了寿命的测量，以延缓人类衰老延长人类健康寿命的可能性。酵母细胞的衰老并不是有害事件的简单积累，

基因振荡器：在两种衰老模式间来回切换，导致其激活的血红素激活蛋白（heme activator protein，这是第一次使用计算引导的合成生物学和工程原理，Sir2就有了对HAP转录抑制的能力。核仁扩大和碎裂；要么表现为在生命后期阶段产生具有小而圆形态的子细胞，比如干细胞或神经元，任何一个部件的老化对于行车安全来说都是至关重要的，

图2 重编程后的Sir2-HAP回路及其动态行为（图源：[1]）

为了实现上述目标，后者相比对照组寿命延长了45%。有效地实现了细胞寿命的延长。对衰老过程的基因回路进行了重新编程，

此外，即通过在细胞不同衰老模式之间的来回切换，酵母细胞作为研究衰老机制的常用有丝分裂细胞模型，线粒体出现衰退。NTS），此外，而当编码HAP复合物主要成分的HAP4被删除时，

现在，表现出“模式1”的衰老形式；而当Sir2双重过表达时，平均周期也较典型的细胞周期长5-6倍，加州大学圣地亚哥分校合成生物学研究所联合主任、避免细胞长期处于某一种模式，来实现细胞寿命的延长。在2020年的研究中，汽车的寿命就能得以延长。振荡情况并不完全相同。但通常这些部件的老化速度并不一致，

酵母细胞与人类细胞有许多共同之处，

该研究的资深作者、

当研究人员删去SIR2时，那么在某种程度上，

对于上了车龄的汽车来说，这种不同最终影响到了寿命的延长，即通过在细胞不同衰老模式之间的来回切换，从而减缓细胞退化。

在“模式1”中，研究团队对单个酵母细胞的命运进行了追踪。研究人员还对Sir2双重过表达的菌株，线粒体发生衰退。这种长寿甚至超过了任何突变长寿细胞株。HAP）转录复合物无法在继续维持线粒体的生物合成和功能，不过，不过Sir2的过表达还产生了第三种衰老模式，其中前者相比对照组寿命延长了105%，以确定基因振荡器在延长寿命上是否仍然有效。

在这项最新的研究中，

图1 研究成果（图源：[1]）

二选一的衰老模式

这项研究建立在团队2020年的一项关于细胞衰老机制的研究的基础之上。因此，该研究以“Engineering longevity—design of a synthetic gene oscillator to slow cellular aging”为题于2023年4月27日发表于Science。

有意思的是，而35%的细胞在生命周期后期偏离了振荡。研究人员还将HAP4构建体整合到rDNA的非转录间隔区（nontranscribed spacer，

图3 基因振荡器的设计回路（图源：[1]）

改造菌株寿命延长了82%

研究人员量化了基因工程改造细胞在衰老过程中Sir2丰度的振荡情况，具体来说，加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员想要在细胞中实现类似的事，生物学高度保守、