La régulation des gènes pourrait être la clé d’une durée de vie plus longue

Les chercheurs ont découvert que les organismes à longue durée de vie affichent souvent une forte expression des gènes impliqués dans la réparation de l’ADN, le transport de l’ARN et l’organisation du squelette cellulaire et une faible expression des gènes impliqués dans l’inflammation et la dépense énergétique.

Des chercheurs de l’Université de Rochester intéressés par la génétique de la longévité proposent de nouvelles cibles pour lutter contre le vieillissement et les troubles liés à l’âge.

Les mammifères qui vieillissent à des rythmes très différents ont été créés par la sélection naturelle. Les rats-taupes nus, par exemple, peuvent vivre jusqu’à 41 ans, soit plus de 10 fois plus longtemps que les souris et autres rongeurs de taille similaire.

Qu’est-ce qui fait une durée de vie plus longue? Une pièce cruciale du puzzle, selon une étude récente menée par des biologistes de l’Université de Rochester, se trouve dans les mécanismes qui régulent l’expression des gènes.

Vera Gorbunova, professeur de biologie et de médecine Doris Johns Cherry, Andrei Seluanov, auteur principal de l’article, Jinlong Lu, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Gorbunova, et d’autres chercheurs ont examiné les gènes liés à la longévité dans un article récent publié dans Métabolisme cellulaire.

Leurs découvertes ont indiqué que deux mécanismes de régulation contrôlant l’expression des gènes, connus sous le nom de réseaux circadiens et de pluripotence, sont cruciaux pour la longévité. Les découvertes sont importantes pour comprendre comment la longévité se produit et fournir de nouvelles cibles pour lutter contre le vieillissement et les troubles liés à l’âge.

Représentation graphique des espèces à longue durée de vie par rapport aux espèces à courte durée de vie

En comparant les modèles d’expression génique de 26 espèces avec des durées de vie différentes, les biologistes de l’Université de Rochester ont découvert que les caractéristiques des différents gènes étaient contrôlées par des réseaux circadiens ou de pluripotence. Crédit : Illustration Université de Rochester / Julia Joshpe

Comparer les gènes de longévité

Avec des durées de vie maximales allant de deux ans (musaraignes) à 41 ans (rats-taupes nus), les chercheurs ont analysé les schémas d’expression génique de 26 espèces de mammifères. Ils ont découvert des milliers de gènes corrélés positivement ou négativement avec la longévité et liés à la durée de vie maximale d’une espèce.

Ils ont découvert que les espèces à longue durée de vie ont souvent une faible expression des gènes impliqués dans le métabolisme énergétique et l’inflammation ; et une forte expression de gènes impliqués dans[{” attribute=””>DNA repair,

Two pillars of longevity

When the researchers analyzed the mechanisms that regulate the expression of these genes, they found two major systems at play. The negative lifespan genes—those involved in energy metabolism and inflammation—are controlled by circadian networks. That is, their expression is limited to a particular time of day, which may help limit the overall expression of the genes in long-lived species.

This means we can exercise at least some control over the negative lifespan genes.

“To live longer, we have to maintain healthy sleep schedules and avoid exposure to light at night as it may increase the expression of the negative lifespan genes,” Gorbunova says.

On the other hand, positive lifespan genes—those involved in DNA repair, RNA transport, and microtubules—are controlled by what is called the pluripotency network. The pluripotency network is involved in reprogramming somatic cells—any cells that are not reproductive cells—into embryonic cells, which can more readily rejuvenate and regenerate, by repackaging DNA that becomes disorganized as we age.

“We discovered that evolution has activated the pluripotency network to achieve a longer lifespan,” Gorbunova says.

The pluripotency network and its relationship to positive lifespan genes is, therefore “an important finding for understanding how longevity evolves,” Seluanov says. “Furthermore, it can pave the way for new antiaging interventions that activate the key positive lifespan genes. We would expect that successful antiaging interventions would include increasing the expression of the positive lifespan genes and decreasing the expression of negative lifespan genes.”

Reference: “Comparative transcriptomics reveals circadian and pluripotency networks as two pillars of longevity regulation” by J. Yuyang Lu, Matthew Simon, Yang Zhao, Julia Ablaeva, Nancy Corson, Yongwook Choi, KayLene Y.H. Yamada, Nicholas J. Schork, Wendy R. Hood, Geoffrey E. Hill, Richard A. Miller, Andrei Seluanov and Vera Gorbunova, 16 May 2022, Cell Metabolism.
DOI: 10.1016/j.cmet.2022.04.011

The study was funded by the National Institute on Aging. 

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