收缩蛋白肌钙蛋白I/UNC-27在调控秀丽隐杆线虫肌肉衰老中的核内作用

肌肉衰老的特征是在多种生物中均保守存在的亚细胞层面改变。在秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）中，肌节相关基因表达的下降是最早可检测到的衰老相关变化之一，出现在成虫期开始之际。为以无偏方式鉴定肌肉衰老的因果调控因子，我们开发了一种遗传筛选策略，能够在细胞和个体两个尺度上对肌肉衰老进行可视化监测。利用该方法，我们鉴定出一种可延缓衰老相关肌节转录本丢失的突变。出乎意料的是，该突变定位于肌钙蛋白I基因unc-27；该基因编码一种保守的肌肉收缩调控因子，此前并未被认为参与基因调控。该突变改变了一个预测核定位信号（NLS）内的单个氨基酸。我们发现，自成虫早期起，多个NLS基序介导UNC-27主动转运进入肌肉细胞核。破坏UNC-27的核定位可在衰老过程中维持肌节基因表达，并延缓肌肉退化的早期标志，包括蛋白稳态失衡和线粒体碎片化。转录组分析进一步揭示，核内UNC-27在成体动物中选择性调控编码肌肉装置结构成分的基因表达。上述结果支持一种稳态性肌节监视通路的存在，其中一种结构蛋白会在对年龄相关生理状态的响应中，出乎意料地获得转录调控功能。哺乳动物UNC-27同源蛋白中NLS基序的保守性提示，该机制可能在进化上是保守的，并可能与人类肌肉生理和疾病相关。

肌肉衰老的特征是在多种生物中进化上保守的亚细胞改变。在秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）中，肌节基因表达的下降是最早可检测到的衰老相关变化之一，出现在成体发育开始时。为以无偏方式鉴定肌肉衰老的因果调控因子，我们建立了一种遗传筛选策略，可在细胞和个体两个尺度上对肌肉衰老进行可视化监测。借助该方法，我们鉴定到一个可延缓肌节转录本随年龄丢失的突变。出乎意料的是，该突变定位于肌钙蛋白I基因 unc-27，该基因编码一种保守的肌肉收缩调节因子，先前未被认为参与基因调控。该突变改变了一个预测核定位信号（NLS）中的单个氨基酸。我们发现，从成体早期开始，多个NLS基序介导UNC-27主动转运进入肌细胞细胞核。阻断UNC-27的核定位可在衰老过程中维持肌节基因表达，并延缓肌肉衰退的早期标志，包括蛋白稳态失衡和线粒体碎片化。转录组分析进一步表明，核定位的UNC-27在成体动物中选择性调控编码肌肉装置结构组分的基因表达。这些结果支持一种稳态性的肌节监视通路的存在，其中一种结构蛋白会在对年龄相关生理状态的响应中出乎意料地获得转录调控功能。哺乳动物UNC-27同源蛋白中NLS基序的保守性提示该机制可能在进化上保守，并可能与人类肌肉生理和疾病相关。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.08.743652v1?rss=1

🏷️ 秀丽隐杆线虫 肌肉衰老 肌钙蛋白I 核定位信号 基因表达调控