1983年，81岁高龄的芭芭拉·麦克林托克（Barbara McClintock）斩获当年的诺贝尔生理学或医学奖，也成为了首名独享诺贝尔生理学或医学奖的女性科学家。她的获奖工作是在“可移动遗传元件”上的突破性发现。然而她在40年代末首次提出“转座因子基因”理论时，曾经几乎没有人相信她的说法，因为可以在整个基因组中不断“跳来跳去”的DNA片段，完全超过了当时人们对遗传物质的想象。

如今，人们早已在基因组中找到了数量庞大的转座因子（简称TE）——至少47%的人类基因组由TE相关的重复序列组成，而且科学家也越来越清楚地认识到转座因子在生物体中发挥重要功能。

《自然-通讯》（Nature Communications）新近发表的一项研究中，匈牙利Eötvös Loránd大学的研究人员就发现，转座因子可能还是影响生物体衰老的一种遗传决定因素。

在各种真核生物物种中，已经有越来越多的证据表明，随着生物体年龄增长，转座因子的活跃性会逐渐增加。

研究人员指出，转座因子在成年生物体内的跳跃越来越频繁，与缺少特异性抑制途径有关。在非衰老细胞中，有一种被称为Piwi-piRNA途径的RNA沉默机制。piRNA是一类小分子非编码RNA，与Piwi家族蛋白相互作用形成复合物，可抑制转座因子的转录，保护基因组免受转座因子的不利影响。然而，随着体细胞不断积累细胞损伤，进入功能衰退的衰老阶段，Piwi-piRNA途径在衰老细胞中不发挥作用。

▲研究衰老、长寿机制的经典动物模型——秀丽隐杆线虫

在这项新研究中，科学家们通过研究衰老、长寿机制的经典动物模型——秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）证明，重新抑制那些变得活跃的转座因子家族，可以延长动物的寿命。

利用新近开发的高效RNA干扰技术，研究人员在成年线虫的基因组中下调了活跃的转座因子家族，发现移动性最强的两个特定家族Tc1和Tc3被下调后，动物的衰老过程在不同温度环境下都有所减缓。在20 °C环境下，单独下调Tc1或Tc3，线虫寿命延长约10%；同时下调Tc1和Tc3，寿命延长的效果还可叠加！

▲活跃的转座因子家族Tc1和Tc3下调，延长了线虫的寿命（图片来源：参考资料[1]）

类似的，给线虫的体细胞补充Piwi-piRNA途径的某些成分，促进转座因子的降解，研究人员同样发现，线虫的寿命有了显著延长。

从这些结果来看，衰老至少一部分是因为这些可移动遗传元件在基因组中频繁跳来跳去而造成的。

在对转座因子的研究中，研究人员还发现，线虫的这些DNA片段会随着年龄增长而发生表观遗传变化：N6-腺嘌呤甲基化逐渐增加。这种变化不会影响DNA序列，但会让转座因子的移动更加活跃。

论文通讯作者Tibor Vellai教授指出，表观遗传变化上的新发现可以为确定生物学年龄——衡量实际的衰老程度提供准确的生物钟，并且为后续调控转座因子的行为带来启发。而通过修改转座因子的行为，或许可以带来延缓衰老的新方法。

参考资料：

[1] Sturm, Á., Saskői, É., Hotzi, B. et al. Downregulation of transposable elements extends lifespan in Caenorhabditis elegans. Nat Commun  (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-40957-9

[2] New Research Shows 'Jumping Genes' Could Be Key to Slowing Down Aging. Retrieved https://www.sciencealert.com/new-research-shows-jumping-genes-could-be-key-to-slowing-down-aging