从动态系统的角度看酵母老化:单细胞轨迹的分析揭示了核大小缩放,蛋白酶体动力学和线粒体形态学之间的显著相互作用
Michael Mobaraki1,2, Changhui Deng1, Jiashun Zheng1
1Department of Biochemistry and Biophysics, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94158, USA.
bioRxiv : the preprint server for biology
|March 31, 2025
概括
酵母老化揭示了核蛋白酶度可以预测寿命. 细胞大小的增加破坏了核缩放,可能稀释了对长寿至关重要的因素.
科学领域:
- 细胞衰老研究研究
- 酵母作为一个模型生物的酵母.
- 对衰老的动态系统分析.
背景情况:
- 酵母复制老化是一种细胞自主过程,因此非常适合机理学研究.
- 了解衰老的特征需要分析单细胞水平的动态变化.
研究的目的:
- 在单个酵母母细胞中系统分析动态衰老轨迹.
- 识别关键的衰老特征及其对单个细胞寿命的预测能力.
- 研究细胞大小,核动力学和蛋白质稳定之间的关系.
主要方法:
- 利用一种带有可切换遗传程序的工程酵母菌株来捕获子细胞.
- 采用高通量微流体来追踪数千个单一的酵母母细胞.
- 使用光记者监测各种生物过程和衰老特征.
主要成果:
- 蛋白质稳定标志物,特别是中年核蛋白质酶度,最能预测寿命.
- 细胞大小以线性增长,而核大小最初以同位数缩放,然后随着年龄的增长而不成比例地增长.
- 核蛋白酶度在衰老过程中迅速下降,这种动态是由核大小变化解释的.
结论:
- 细胞和核的大小增加可能导致核因子的稀释,导致衰老.
- 蛋白质酶干扰会影响线粒体,这表明蛋白质酶变化先于线粒体功能障碍.
- 产生了对衰老研究和模型开发有价值的大规模单细胞动态数据.


