在西北大学的一项新研究中，研究人员将突变果蝇的代谢率降低了50%，许多突变的预期有害影响从未显现出来。在实验测试了果蝇的许多不同的基因突变后，研究人员每次都发现了相同的结果。

“当果蝇以正常速度发育时，发育问题就出现了，”西北大学的理查德·卡修(Richard Carthew)说，他领导了这项实验研究。“当我们放慢速度时，发育问题就消失了。它们发育较慢，生长较慢，但除此之外，它们是正常的动物。”

“这颠覆了我们所知道的关于发展的一切范式，”西北大学的Luís Amaral补充说，他领导了这项计算研究。“我们一直认为，如果你‘破坏’了一些基因，就会产生严重的发育后果。事实证明，对于某些基因来说，这是不正确的——只要你也减慢生长生物体的新陈代谢。”

这项研究可以解释许多因素，比如为什么为了高速生长而饲养的工厂化养鸡有更多的发育问题，或者为什么热量限制与长寿有关。

这项研究将于7月25日发表在《科学》杂志上细胞。Carthew是西北大学温伯格文理学院的分子生物科学教授，也是范伯格医学院的生物化学和分子遗传学教授。Amaral是西北大学麦考密克工程学院化学与生物工程教授。

在这项研究中最引人注目的发现可能是，研究人员发现，代谢率较慢的果蝇可以在没有任何microrna的情况下生存，这在以前被认为是不可能的。microrna存在于所有植物和动物物种中，在调节基因表达中起着关键作用。简单地说:microrna控制着发育、生理和行为。

“我们从20年的研究中知道，微小rna对生命至关重要。如果你没有任何microrna，你就会死。就这么简单。”“在我们的研究中，我们减缓了不产生任何微小rna的果蝇的新陈代谢。他们活了下来，长大了，成为了正常的成年人。

他补充说:“我们的研究结果表明，这整个基因调控家族并不是必不可少的。”“你所要做的就是减缓大约50%的新陈代谢。”

诺贝尔奖得主托马斯·亨特·摩根在1915年首次注意到饮食和基因突变之间的联系。当他用有限数量的劣质食物饲养突变果蝇时，摩根注意到一些突变从未表达出来。

“他觉得这很有趣，但他无法解释，”马修说。

Carthew和Amaral现在认为答案是反馈控制。反馈控制在生物学、工爱博网投领导者程学、经济学和许多其他领域都很常见，它使复杂系统能够调整性能以满足期望的响应。在几年内完成了数百次实验后，西北大学的二人组认为，较慢的新陈代谢使动物系统有时间纠正错误。

阿马拉尔说:“当你观察细胞内相互作用的所有不同蛋白质和基因时，你会被所有的成分和它们之间的相互作用所淹没。”“如果你发展得很快，出了什么问题，那可能是灾难性的。你需要这些复杂的网络，因为它们增加了冗余以防止灾难。

“但如果增长缓慢，你可能不需要这么复杂的系统，”他说。“你有更多的时间来适应错误，并对变化做出反应。”

换句话说，如果你给系统更多的时间，它最终会到达它需要的地方。Carthew也是西北大学Robert H. Lurie综合癌症中心的成员，他说这一发现最终可以应用于癌症。

“肿瘤的代谢非常活跃，”他说。“肿瘤吸收了大量的能量，这就是癌症患者经常筋疲力尽的原因。我们可能会想办法瞄准癌细胞的新陈代谢。也许通过减缓它们的代谢率，我们可以阻止肿瘤细胞中的致癌突变表达它们的癌症表型。”

这项研究得到了芝加哥生物医学联盟、马尔金基金会、拉帕波特基金会、美国国家科学基金会(奖励号1764421)、西蒙斯基金会(奖励号597491)和美国国立卫生研究院(奖励号T32 GM008061、T32 CA080621、P50 GM81891和R35 GM118144)的支持。