寿命与衰老是生物体正常生长发育中的一个重要进程,随着现代医学的不断进步发展,人类的平均寿命在近一个世纪以来,有着令人叹为观止的增长。而到了现在,人类平均寿命的增长速度已经逐渐趋于平缓,想要进一步延长寿命,依靠传统医学显然是不够的。为了进一步研究寿命以及延缓衰老,以及对抗衰老相关疾病,需要对寿命与衰老的分子机制以及细胞进程进行更深入的研究。秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）,俗称线虫,是研究寿命与衰老的一个非常理想的模式生物。线虫具有较短的生命周期,在20℃下从孵化到自然死亡大概是18天。对线虫特定基因的敲除能够显著的延长或缩短寿命。同时对其进行营养限制或是生殖系统干预,也能显著影响线虫的寿命。许多目前已知的与寿命调控相关的信号通路,都在线虫中最先被发现。除了 DAF-16这类转录因子在转录水平上对基因进行调控以外,生物个体还能够通过RNA结合蛋白质,在转录后水平对mRNA进行进一步的加工和调控。在这一过程中,RNA结合蛋白质起到了非常关键的作用。RNA结合蛋白质能够通过特异性以及非特异性的方式,与RNA相互作用,形成蛋白质-核酸复合物,随后通过诸如降解、激活、沉默等方式调节靶mRNA的基因表达。PUF-8是线虫中一个经典的RNA结合蛋白质,是调控线虫性腺生殖干细胞发育分化以及精卵细胞转换过程中的重要调控蛋白质。最近的研究也提示了PUF-8在寿命调控中具有的潜在作用。PUF-8蛋白质具有一个经典的PUF（Pumilio and FBF）结构域,该结构域由8个PUF repeat组成,每个repeat由三个α螺旋构成。一般来说,每一个PUF repeat能够结合一个RNA碱基,形成拉链型的配对模式。为了更清晰的解释PUF-8蛋白质与RNA相互作用的分子机制,我们解析了PUF-8蛋白质的PUF结构域与单链RNA的复合物晶体结构。从结构中我们发现PUF-8蛋白质的构象与同源PUF蛋白质相似,如HsPUM2。但在REP-4（repeat-4）和REP-8与RNA碱基结合的界面上,却具有独特的识别机制。为了验证这两个独特的机制对RNA结合具有亲和力贡献,我们分别通过突变实验以及荧光偏振实验等方式,检测了突变体与RNA的结合亲和力的变化。并通过x射线晶体学的方式,解析了野生型PUF结构域以及MUT-4A突变体PUF结构域与不同RNA序列的晶体结构。我们发现,PUF-8蛋白质的氨基酸K513参与到了 REP-8与RNA碱基的识别,并影响了整个结构域对RNA结合的能力。而尽管REP-4的突变体在体外亲和力实验中没有明显变化,但通过结构解析,我们发现MUT-4A突变体会改变PUF-8蛋白质在REP-4区域识别碱基的构象,并且线虫体内实验也表明REP-4的突变影响线虫的寿命及后代数目。我们进一步验证了 PUF-8蛋白质在线虫寿命调控中的作用,PUF-8突变体能够延长线虫的寿命并减少后代数。通过RNA深度测序以及紫外交联免疫沉淀技术,我们筛选出了 6个寿命调控相关的基因pqm-1,hlh-30,pha-4,blmp-1,vhp-1和ctl-2。这六个基因的mRNA都具有PUF-8的结合位点。随后通过体外RNA Pull down实验,我们验证了 PUF-8确实能够与这些mRNA相互作用。我们使用RNA干扰技术,在N2线虫及puf-8（ok302）线虫背景下,分别敲低这6个基因并检测了这对线虫寿命的影响。结果表明敲低pqm-1基因会显著恢复puf-8（ok302）导致的寿命延长,这一结果表明PUF-8能够通过调控pqm-1基因的mRNA来影响线虫的寿命。