破译食物与衰老之间的神经密码
饮食对健康和衰老产生重大影响。神经系统在这一过程中起着重要作用,但到目前为止,神经系统是如何解释食物信号的还是一个谜。这是一个重要的问题,因为神经系统对食物的感知不仅影响衰老,还影响其他与健康和疾病相关的过程,包括新陈代谢、生殖和发育。
一项新研究发表在eLife伦敦国王学院精神病学、心理学和神经科学研究所(IoPPN)的MRC发展神经生物学中心(MRC CDN)的研究人员与乔治亚理工学院(美国)的工程师合作,发现在特定神经元中的血清素和tgf - β激素水平秀丽隐杆线虫传达蛔虫食物丰富的信息。这些来自神经系统的信号会影响动物的寿命,从而调节食物对衰老的影响。
这项研究是跨学科合作的结果,它不仅揭示了食物与寿命之间的联系,还进一步阐明了神经系统如何处理信息。特别是,在这个神经基因回路中发现了一种意想不到的复杂的调节,它也改变了其基因表达信号的准确性。因此,基因表达也可以作为神经系统的额外计算层。这项工作揭示了食物信号是如何被处理的,以及相应的神经编码的准确性是如何被调节的。
“通过让生物学家与工程师密切合作,我们可以在神经科学的基础神经编码问题上结合生物学、自动化和计算。这是首次在多细胞动物中如此详细地分析神经基因表达,这对于计算神经基因表达代码的准确性以及它是如何受不同基因影响的至关重要。”该研究的高级合著者、伦敦国王学院IoPPN的QueeLim Ch博士说。“大多数人在想到神经系统中的信息编码时都会想到电活动。我们的工作表明,基因表达是神经系统信息处理中一个重要但实际上尚未被探索的方面。”
血清素和tgf - β通路都与多种人类疾病有关,包括癌症、精神障碍、糖尿病和肥胖。简单蛔虫的强大遗传工具已经揭示了许多人类生理和疾病的遗传途径,因为许多重要基因在蛔虫和人类中起着相似的作用。
“我们的研究将继续阐明饮食与癌症之间的联系健康同时揭示信息处理的一般原理,这对解决许多疾病的复杂基因-环境相互作用至关重要。”