來自中科院上海生命科學(xué)研究院，德國馬普進化人類學(xué)研究院（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）等處的研究人員發(fā)現(xiàn)了在年輕和衰老的大腦的變化之間發(fā)生的一種基因調(diào)控。這一研究成果公布在《Genome Research》雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是上海生命科學(xué)研究院的Philipp Khaitovich研究員，其主要研究興趣包括研究靈長類動物基因表達的一般模式和尋找對人類*表型特征作出貢獻的基因，以及從新生嬰兒到*成年的八個生命階段的人類大腦樣本所有基因的基因表達方式等。
大腦在生命的早期階段經(jīng)歷了快速的生長和發(fā)育，接著，當人們進入老齡之后，大腦開始退化；然而，人們對區(qū)別大腦發(fā)育和衰老的生物學(xué)過程卻所知甚少。
大腦在生命早期的年歲中發(fā)生了急劇的生長和變化，其中有些發(fā)育過程會一直延伸到成年期。 在生命后期的歲月中，大腦經(jīng)歷了破壞性的變化，例如腦容量的下降、突觸的喪失及認知力的衰退。 盡管大腦的發(fā)育和衰老是人們高強度研究的領(lǐng)域，但傳統(tǒng)上，它們是被分開研究的。人們對這兩種過程之中的界線所知甚少。
大腦發(fā)育的基礎(chǔ)是復(fù)雜而且協(xié)調(diào)的基因調(diào)控的過程。在發(fā)育的時候，許多基因被諸如轉(zhuǎn)錄因子和微RNA等調(diào)控因子打開及關(guān)上。問題是，這些所有這些調(diào)節(jié)過程一旦進入成年期的時候是否都已停止了，或是它們在衰老的過程中依然活躍？
在的研究中，研究人員通過檢查在人與恒河猴的一生中其前額皮層中的信使RNA（mRNA）、微RNA及蛋白表達的變化來解答這個問題。 人們認為，前額皮層參與了諸如復(fù)雜行為、人格及決策等功能。
該研究團隊發(fā)現(xiàn)，在前額皮層中的*的基因調(diào)節(jié)模式在成熟之后不會停止，相反，這一過程會持續(xù)進入老年。這是一個在許多不同的功能過程中都觀察到的現(xiàn)象。 一個特別突出的例子是與神經(jīng)元功能有關(guān)的基因的下調(diào)。
以往的研究工作顯示，神經(jīng)元基因隨著年齡的增長會逐漸喪失其活性，這歸因于在一生的時間中在神經(jīng)元細胞中所積累的損害。Somel及其同事顯示，這一過程可在早至3到4歲的時候就已經(jīng)開始，從而提示，這些變化可能是持續(xù)深入老年之后的正常的發(fā)育調(diào)控。 盡管這些調(diào)控在發(fā)育的時候可能是有益的，但在老年的時候，這些基因調(diào)控的繼續(xù)（或稱“失控的”發(fā)育）進行可能就會變得有害了。 有趣的是，他們發(fā)現(xiàn)，該失控的神經(jīng)元發(fā)育在恒河猴中得到了保留，但其是以一種加快的速度發(fā)生的。 由于在恒河猴中，該調(diào)控過程進展速度要快得多，文章的作者提出，這可能是使恒河猴壽命受到限制的一個重要的促成因子。恒河猴的壽命只有人類的約三分之一。
衰老是一個由許多促成因子造成的非常復(fù)雜的過程，但他們解釋說，他們的工作提示，失控的發(fā)育可能是與老化有關(guān)的衰退的一個重要的促成因子。為什么進化沒有消除這一可能是有害的過程呢？Philipp Khaitovich教授解釋說，在老年的時候所經(jīng)歷的有害的影響可貫穿性地擴散并在人群中固定，特別是當這些效應(yīng)在生命的早期是有益的。
從進化上來說，物種的繁殖是被*化的以保證其下一代的生存。實際上，長壽阻止了基因?qū)ψ兓h(huán)境的快速適應(yīng)。隨著研究人員目前開始了解這一進化特征的生物學(xué)后果，研究人員可能會發(fā)現(xiàn)將物種從早期繁殖到個體長壽及增進在老年時健康的平衡進行轉(zhuǎn)變的方法。
