通过确定细胞在衰老过程中遵循的两种不同途径，研究人员对这些过程进行了基因编程，以延长细胞的寿命。

 

  该研究表明，利用合成生物学对细胞衰老过程进行重新编程已导致在酵母细胞中产生合成基因发生器，与正常老化的酵母细胞相比，寿命延长了82%。有助于更复杂的生物体的寿命。

 

  在研究过程中，研究人员对控制细胞衰老的电路进行了基因重新编程，因此他们创建了一个负反馈回路来阻止衰老过程，而不是正常的拨动开关操作。重新调谐的电路像称为遗传振荡器的发条装置一样工作，使细胞周期性地在两种危险的“老化”状态之间切换，避免长时间处于减缓细胞生长或退化的状态之一。

 

  研究人员首先使用计算机模拟DNA 老化回路的工作原理，这种方法比更传统的遗传策略具有节省时间和资源的优势，以确定有效的长寿策略。

 

  据研究人员介绍，这是首次利用合成生物学和计算驱动的工程原理来合理地重新设计基因回路和重新编程衰老过程，从而有效地延长寿命。

 

  三年前，研究人员发现细胞在其一生中会发生一系列分子变化，直至最终退化和死亡。然而，他们注意到具有相同遗传物质和相同环境的细胞可以遵循不同的衰老途径：一些细胞因DNA 稳定性逐渐丧失而衰老，而另一些细胞因线粒体功能障碍而衰老。

 

  新研究表明，在相同情况下细胞衰老的两种途径，线粒体（绿色）和DNA（红色），不同于其他通过阻止细胞进入预定的衰退和死亡途径，从而减缓衰老来迫使细胞逆转衰老的方法。时钟和类似时钟的遗传振荡器可以成为用于此目的的多功能系统。

 

  在一项使用酵母细胞作为人类细胞衰老模型的研究中，研究人员开发并使用微流体和延时显微镜来跟踪细胞整个生命周期的衰老过程，与合成振荡器装置中正常老化的酵母细胞进行比较。在的指导下合成重建和老化的酵母细胞的寿命。

 

  研究人员指出，这一结果证明了合成生物学在重编程细胞衰老方面的成功应用，并可能为开发合成基因回路以有效延长更复杂生物体的寿命奠定基础。

 

  研究人员现在正在将这一结果扩展到几种类型的人类细胞的老化，包括干细胞和神经元。