地球上最古老的生物是一種名為“老壽星”的植物，它是一種有5000多年歷史的狐尾松。相比之下，即便是最長(cháng)壽的動(dòng)物一般也只能活幾百歲。于是科學(xué)家很好奇，我們能否從植物身上找到長(cháng)壽的秘訣，讓人類(lèi)永葆青春，甚至重新找回失去的青春歲月?
據11月18日CNN的報道，根據亞利桑那州立大學(xué)和德克薩斯農工大學(xué)的科學(xué)家進(jìn)行的聯(lián)合研究，研究人員在植物界發(fā)現了人類(lèi)與單細胞動(dòng)物之間細胞永生化的“缺失環(huán)節” 。
該研究的共同作者，亞利桑那州立大學(xué)生物化學(xué)教授朱利安·陳博士表示, 這是科學(xué)家們首次鑒定出植物端粒酶成分的詳細結構。 該研究于周一在《美國國家科學(xué)院院刊》上發(fā)表。
端粒酶是一種制造端粒DNA的酶，端粒是位于我們染色體末端的復合結構。端?？梢栽诩毎鲋硶r(shí)保護我們的細胞不老化。對于進(jìn)行基礎研究的科學(xué)家來(lái)說(shuō)，該研究是一次相當大的突破。因為現在終于有了一種可行方法來(lái)研究植物中的端粒酶，并了解他們與動(dòng)物的區別或相似程度。
于是所有人最想問(wèn)的一個(gè)問(wèn)題，這一發(fā)現會(huì )不會(huì )讓人類(lèi)有一天和傳說(shuō)中的“老壽星”樹(shù)一樣活上千年呢？答案是：或許有希望，也許有那么一天。當然現在偉大的科學(xué)家們進(jìn)行的是基礎研究，將其應用于人類(lèi)確實(shí)有很長(cháng)很多的路要走。
盡管如此，還是有一些重量級專(zhuān)家卻對此持樂(lè )觀(guān)態(tài)度。加州大學(xué)舊金山分校的伊麗莎白·布萊克本就是其中的一位。2009年布萊克本與約翰·霍普金斯大學(xué)的卡羅爾·格雷德和哈佛大學(xué)的杰克·紹斯塔克一起獲得了諾貝爾生理學(xué)獎，因為他們在端粒和端粒酶方面的發(fā)現。
諾獎獲得者布萊克對該研究的觀(guān)點(diǎn)相當精辟，讓她興奮的是，這篇論文正如它的題目那樣，報道了植物端粒酶RNA的守恒結構為從纖毛蟲(chóng)到人類(lèi)的進(jìn)化途徑提供了缺失的一環(huán)。這一基本性的新認識可能為優(yōu)化端粒維護人類(lèi)健康的新途徑鋪平道路。
典型的人類(lèi)細胞終有一死，不能永遠自我更新。正如半個(gè)世紀前倫納德·海弗利克所證明的那樣，人類(lèi)細胞的復制壽命有限，較老的細胞比較年輕的細胞更早達到這一極限。這種細胞壽命的“海弗利克極限”與在攜帶遺傳物質(zhì)的染色體末端發(fā)現的獨特DNA重復數直接相關(guān)。這些重復的DNA是具有保護作用的蓋層結構的一部分，被稱(chēng)為“端?！?，它保護染色體末端不受破壞基因組的不必要的和無(wú)根據的DNA重排的影響。
每當細胞分裂時(shí)，端粒DNA就會(huì )收縮，最終無(wú)法保護染色體的末端。這種端粒長(cháng)度的持續減少就像一個(gè)“分子時(shí)鐘”，一直倒數到細胞生長(cháng)結束。細胞生長(cháng)能力下降與衰老過(guò)程密切相關(guān)，細胞數量減少直接導致虛弱、疾病和器官衰竭。
對抗端粒收縮的是端粒酶，它是延緩甚至逆轉細胞衰老過(guò)程的關(guān)鍵。端粒酶通過(guò)延長(cháng)端粒的長(cháng)度來(lái)抵消細胞的衰老，增加丟失的DNA的重復來(lái)增加分子時(shí)鐘倒計時(shí)的時(shí)間，有效地延長(cháng)了細胞的壽命。端粒酶通過(guò)重復合成極短的DNA來(lái)延長(cháng)端粒長(cháng)度，DNA中會(huì )重復6個(gè)核苷酸的“GGTTAG”序列，它們位于染色體的末端，
端粒的逐漸收縮對人類(lèi)干細胞的復制能力會(huì )產(chǎn)生負面影響，人類(lèi)干細胞是恢復受損組織和或補充人體衰老器官的細胞。成年干細胞中端粒酶的活性只會(huì )減慢分子時(shí)鐘的倒計時(shí)，并不能完全使這些細胞永生。因此，由于端粒長(cháng)度縮短，成年干細胞在衰老個(gè)體中變得精疲力盡，這導致愈合時(shí)間增加和器官組織因細胞群不足而降解。
理解端粒酶的調節和限制，有望逆轉端?？s短和細胞衰老，具有延長(cháng)人的壽命并改善老年人的健康狀況的潛力?？偠灾?，植物端粒酶的研究可為如何調節或改造人體端粒酶提供新的方向，有助于未來(lái)開(kāi)發(fā)出抗衰老的方法。
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