科研人员探究兽类寿命演化相关遗传特征

在长期的进化过程中，哺乳动物的寿命表现出较大的差异（超过100倍）。一直以来，这种自然差异备受关注，因而科学家致力于揭秘决定寿命的进化力量和分子特征。在哺乳动物中识别长寿相关的遗传变异，是揭示这种自然差异的关键途径之一。然而，哺乳动物中普遍存在的寿命演化相关基因的表达变化尚不明确。

中国科学院动物研究所研究员周旭明团队整合转录组学和分子进化方法，对103种哺乳动物的肝脏、肾脏和脑组织开展了基因表达与寿命的关联分析。该研究在肝脏、肾脏和脑组织中识别到792、1410和2401个物种特异表达基因，以及123、85和37个广谱性表达的基因（图1）。

进一步，该研究利用广义线性模型识别了寿命性状相关的基因。研究发现与免疫功能相关通路中基因的表达量变化与哺乳动物的寿命显著相关，尤其是与翻译保真度相关的途径和基因，如无义介导的衰变和真核翻译延伸等。此外，该研究对不同基因分类的比较分析发现，与寿命相关的基因富集在必需基因和在哺乳动物分化之前的‘Old’基因中。上述研究表明，细胞中具有必需功能的基因的表达变化对物种的寿命控制和演化比较重要。

该研究对长寿动物蛋白编码基因的选择压力分析发现，与寿命相关基因方向相关的选择强度在不同器官之间是不一致的。此外，仅蛋氨酸限制相关基因的表达与寿命相关，且在长寿哺乳动物中受到强选择作用，这表明自然选择和人工干预共同利用了一种策略来影响寿命。

该研究表明寿命可能是通过多基因和间接自然选择驱动。相关研究成果以Large-scale across species transcriptomic analysis identifies genetic selection signatures associated with longevity in mammals为题，发表在The EMBO Journal上。研究工作得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等的支持。

图1. 哺乳动物的生活史特征和基因表达谱