只要减缓它们的新陈代谢，变异果蝇就能从零变成英雄。
在美国西北大学(Northwestern University)的一项新研究中，研究人员将突变果蝇的代谢率降低了50%，而许多突变的预期有害影响从未显现出来。在对果蝇的许多不同基因突变进行实验测试后，研究人员每次都发现了同样的结果。
理查德Carthew
“当果蝇以正常的速度发育时，就会出现发育问题，”西北大学的理查德·卡尔休(Richard Carthew)说，他领导了这项实验研究。“当我们放慢速度时，发育问题就消失了。它们发育缓慢，生长缓慢，但除此之外，它们是正常的动物。”
“这颠覆了我们所知道的关于发展的一切范式，”西北大学计算机研究负责人路易斯·阿马拉尔补充道。“我们一直认为，如果你‘破坏’一些基因，将会有严重的发育后果。事实证明，有些基因并不是这样的——只要你也能减慢生长中的有机体的新陈代谢。”
这项研究可以解释很多因素，比如为什么工厂化养殖的鸡生长过快会有更多的发育问题，或者为什么热量限制与长寿有关。
这项研究发表在今天(7月25日)的《细胞》杂志上。Carthew是西北大学温伯格文理学院的分子生物科学教授，也是范伯格医学院的生物化学和分子遗传学教授。阿马拉尔是西北大学麦考密克工程学院化学和生物工程教授。
路易斯·阿马拉尔
研究人员发现，代谢率较慢的果蝇可以在没有任何microrna的情况下存活，而这在以前被认为是不可能的。在所有植物和动物物种中都发现了microrna，它在调节基因表达方面发挥着关键作用。简而言之:microrna控制着发育、生理和行为。
“我们从20年的研究中知道，小分子rna对生命至关重要。如果你没有任何microrna，你就会死。就这么简单，”卡修说。“在我们的研究中，我们减缓了没有任何microrna的果蝇的新陈代谢。他们活了下来，长大了，变成了正常的成年人。
他补充说:“我们的研究结果表明，整个基因调控家族并不是必不可少的。”“你所要做的就是将新陈代谢降低大约50%。”
1915年，诺贝尔奖得主托马斯·亨特·摩根首次注意到饮食和基因突变之间的联系。当他用少量的劣质食物饲养变异果蝇时，摩根注意到有些变异从未表达过。
“他觉得这很有趣，但他没有解释，”Carthew说。
Carthew和Amaral现在认为答案是反馈控制。反馈控制在生物学、工程学、经济学和许多其他领域都很常见，它使复杂的系统能够调整性能，以满足所需的响应。西北大学的这两位科学家在几年时间里完成了数百项实验，他们认为新陈代谢的减慢给了动物系统纠正错误的时间。
这颠覆了我们所知道的关于发展的一切范式。“路易斯·阿马拉尔
工程师
阿马拉尔说:“当你观察细胞内所有相互作用的不同蛋白质和基因时，你可能会被所有成分及其相互作用弄得不知所措。”“如果你正在快速增长，而出了什么问题，那将是灾难性的。你需要这些复杂的网络，因为它们增加了冗余来防止灾难。
“但如果增长缓慢，你可能不需要这么复杂的系统，”他说。“你有更多的时间去适应错误，对变化做出反应。”
换句话说，如果你给系统更多的时间，它最终会到达它需要的位置。Carthew同时也是西北大学Robert H. Lurie综合癌症中心的一名成员，他说这一发现最终可能应用于癌症。
“肿瘤的新陈代谢非常活跃，”他说。“肿瘤会吸收大量的能量，这就是癌症患者经常感到疲惫的原因。我们有可能找到靶向癌细胞代谢的方法。也许通过减慢它们的代谢速度，我们可以阻止肿瘤细胞中的致癌突变表达它们的癌症表型。”
研究中,“压制性基因调控与细胞新陈代谢,同步发展”被芝加哥生物医学财团支持,马尔金基金会Rappaport基金会,美国国家科学基金会(奖号1764421),西蒙斯基金会(合同编号为597491)和美国国立卫生研究院(奖数字T32 GM008061, T32 CA080621, P50 GM81891和R35 GM118144)。西北大学的博士生贾斯廷·j·卡西迪(Justin J. Cassidy)和塞巴斯蒂安·m·伯纳塞克(Sebastian M. Bernasek)是该论文的共同第一作者。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.northwestern.edu/stories/2019/07/slowing-metabolism-can-prevent-detrimental-effects-of-genetic-mutations/