手搓生物大题——第三期·三月刊（补发）

一．前言

所有生物都会经历熵的增加，表现为遗传和表观遗传信息的丢失。在酵母中，表观遗传信息随着时间的推移而丢失，因为染色质修饰蛋白重新定位为DNA断裂，导致细胞失去其身份，这是酵母老化的标志。使用一种称为“ICE”（表观基因组的诱导变化）的系统，我们发现忠实的DNA修复行为在生理，认知和分子水平上推进衰老，包括表观遗传景观的侵蚀，细胞分化，衰老和DNA甲基化时钟的进步，这可以通过OSK介导的年轻化来逆转。这些数据与衰老的信息理论一致，该理论指出，表观信息的丢失是衰老的可逆原因。

 

二．正文：

（Ⅰ）

生命基于细胞机械与存储在基因组和表观基因组中的信息之间的复杂相互作用，这可以被认为是生物硬件和软件。老化是由硬件、软件还是两者的故障引起的尚不清楚。在1950年代，Szilardand Medawar独立提出衰老是由DNA损伤引起的突变导致的遗传信息丢失引起的（Medawar，1952;西拉德，1959）。与衰老最一致的DNA损伤类型是双链DNA断裂（DSB）

通常，老的理论认为衰老是由一个又一个基因突变积累而产生的。

据此：在1950年代，Szilardand Medawar独立提出衰老是由DNA损伤引起的突变导致的遗传信息丢失引起的，推测该假说可能为__________________.，细胞衰老的过程是细胞生理状态和化学反应发生变化的过程，最终表现为__________,____________,___________

发生变化，在细胞中具体表现为_____________________.

（Ⅱ）

实验人员先在实验组小鼠体内导入I-Ppol的基因，再向小鼠体内注射药物TAM（他莫昔芬），指导小鼠体内细胞合成I-Ppol,并对小鼠细胞中DNA双链造成损伤，停止为小鼠提供TAM，等待DSB的DNA自行恢复双链并引起DNA折叠发生变化。经过该处理的小鼠实验人员称之为ICE。

 

I-Ppol:一种限制性内切酶

TAM：他莫昔芬，内分泌系统药物，可以影响DNA转录

ICE：表观基因诱导性变化

DSB：双链断裂

据此：研究人员选取了一种更温和，更精确的方式对DNA造成破坏____________；在实验中，实验人员是通过什么方式控制I-Ppol？_________________________；在本实验中，研究人员_______(是/否)改变了DNA的序列。

 

（Ⅲ）

由图可知，ICE处理过后的小鼠表观遗传年龄显著上升，经过长时间的观察（三周），小鼠没能检测出异常的基因突变的情况；

这一现象推翻了长期以来人们所认为的________________________________

如果你是研究人员，你将如何继续该实验，进而证明缺失的表观遗传促进细胞衰老？

__________________________________________________________

 

三．参考答案：

（Ⅰ）(端粒学说)；(形态，结构，功能)；（核体积增大，核膜内折；通透性降低；水分减少，体积变小……）

（Ⅱ）(I-Ppol限制性内切酶)；(注射TAM或者停止注射TAM)：否

（Ⅲ）（衰老是由一个又一个基因突变积累而产生的/突变积累理论）；略

四．参考资料：

Tianyan Liu, et al. Loss of epigenetic information as a cause of mammalian aging. Cell. Available online 12 January 2023

https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.12.027

 

【文献速递】新知22 表观遗传信息丧失 或为动物衰老原因？

Tianyan Liu, et al. Loss of epigenetic information as a cause of mammalian aging. Cell. Available online 12 January 2023

https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.12.027

 

本题为原创，如有谬误，还请各位大佬多多指正，以后坚持月更~