新研究表明，神经细胞内的关键分子在一生中都存在

在美国呆了20年后，Martin Hetzer于2023年回到奥地利，成为奥地利科学技术研究所（ISTA）的第二任院长。担任新职务一年后，这位分子生物学家仍致力于衰老研究领域

Hetzer着迷于围绕大脑、心脏和胰腺等器官衰老过程的生物学难题。构成这些器官的大多数细胞在人类的整个寿命中都不会更新。例如，人类大脑中的神经细胞（神经元）可以和生物体一样古老，甚至可以长达一个多世纪，并且必须终身发挥作用

神经元的显著年龄可能是阿尔茨海默病等神经退行性疾病的主要风险因素。理解这类疾病的关键是更深入地了解神经细胞如何随着时间的推移发挥作用并保持控制。这可能为治疗对抗这些特定细胞的衰老过程打开大门

Hetzer，Erlangen-Nürnberg弗里德里希·亚历山大大学（FAU）的Tomohisa Toda及其同事的最新合作出版物，也与Erlangen的马克斯·普朗克物理与医学中心有关联，为这一未被充分探索的复杂机制领域提供了新的见解

这项研究首次在哺乳动物中表明，RNA——一种对细胞内各种生物过程很重要的重要分子群——可以在一生中持续存在。科学家们在小鼠神经细胞的细胞核中发现了具有基因组保护功能的特定RNA，这些RNA在两年内保持稳定，覆盖其一生。发表在《科学》杂志上的这一发现证明了长寿关键分子对维持细胞功能的重要性

关键分子的寿命

细胞内部是一个非常动态的地方。某些组件不断更新；其他人一辈子都保持不变。它就像一座新旧建筑融为一体的城市。例如，在细胞核——城市的心脏——中发现的DNA与生物体一样古老。Hetzer解释道：“我们的神经细胞中的DNA与母亲子宫中发育中的神经细胞内的DNA相同。”

与不断被修复的稳定DNA不同，RNA，尤其是信使核糖核酸（信使核糖核酸），根据DNA的信息形成蛋白质，其特征是其短暂性。然而，细胞范围超出了信使核糖核酸，延伸到一组所谓的非编码核糖核酸。它们不会转化为蛋白质；相反，他们有特定的职责来为细胞的整体组织和功能做出贡献。有趣的是，他们的寿命仍然是个谜。直到现在

持续一生的RNA开始破解这个秘密。因此，RNA在新生小鼠的大脑中被标记，即“标记”。Hetzer解释道：“为了进行这种标记，我们使用了RNA类似物——结构相似的分子——带有小的化学挂钩，可以将荧光分子点击到实际的RNA上。”。这确保了对分子的有效跟踪，并在小鼠生命中的任何给定时间点提供强大的显微镜快照

Hetzer解释道：“令人惊讶的是，我们的初步图像显示，在大脑中的各种细胞类型中都存在长寿命的RNA。我们必须进一步分析数据，以确定神经细胞中的RNA。”。“与Toda实验室的富有成果的合作使我们能够理解大脑绘图过程中的混乱。”

通过合作，研究人员能够仅关注神经元中的长寿命RNA。他们量化了老鼠一生中分子的浓度，检查了它们的成分并分析了它们的位置

虽然人类的平均预期寿命约为70年，但老鼠的典型寿命为2.5年。一年后，与新生儿相比，长寿命RNA的浓度略有降低。然而，即使在两年后，它们仍然可以检测到，这表明这些分子终身存在

RNA有助于保护基因组

此外，科学家们证明了长寿RNA在细胞寿命中的重要作用。他们发现，神经元中的长寿命RNA由mRNA和非编码RNA组成，并在异染色质附近积累，异染色层是基因组中密集的区域，通常是不活跃基因的归巢区。接下来，他们进一步研究了这些长寿命RNA的功能

在分子生物学中，实现这一目标的最有效方法是减少感兴趣的分子并观察其后续影响

Hetzer说：“正如它们的名字和我们之前的实验所表明的，这些长寿命的RNA非常稳定。”。因此，科学家们采用了一种体外（活体外）方法，使用神经元祖细胞——能够产生包括神经元在内的神经细胞的干细胞

模型系统使它们能够有效地干预这些长寿命的RNA。较低数量的长寿命RNA导致遗传物质的异染色质结构和稳定性出现问题，最终影响细胞的生存能力。因此，阐明了长寿命RNA在细胞寿命中的重要作用

该研究强调，长寿命RNA可能在基因组稳定性的持久调节中发挥作用

Hetzer补充道：“衰老过程中的终身细胞维持涉及关键分子的延长寿命，如我们刚刚发现的长寿命RNA。”。然而，具体机制尚不清楚。“与未鉴定的蛋白质一起，长寿命RNA可能形成一个稳定的结构，以某种方式与异染色质相互作用。”

Hetzer实验室即将开展的研究项目旨在寻找这些缺失的环节，并了解这些长寿命RNA的生物学特征