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科学家首次鉴定出植物端粒酶成分详细结构,人类长寿可能有希望了

 成靖 2019-11-20

地球上最古老的生物是一种名为“老寿星”的植物,它是一种有5000多年历史的狐尾松。相比之下,即便是最长寿的动物一般也只能活几百岁。于是科学家很好奇,我们能否从植物身上找到长寿的秘诀,让人类永葆青春,甚至重新找回失去的青春岁月?

科学家首次鉴定出植物端粒酶成分详细结构,人类长寿可能有希望了

据11月18日CNN的报道,根据亚利桑那州立大学和德克萨斯农工大学的科学家进行的联合研究,研究人员在植物界发现了人类与单细胞动物之间细胞永生化的“缺失环节” 。

该研究的共同作者,亚利桑那州立大学生物化学教授朱利安·陈博士表示, 这是科学家们首次鉴定出植物端粒酶成分的详细结构。 该研究于周一在《美国国家科学院院刊》上发表。

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端粒酶是一种制造端粒DNA的酶,端粒是位于我们染色体末端的复合结构。端粒可以在细胞增殖时保护我们的细胞不老化。对于进行基础研究的科学家来说,该研究是一次相当大的突破。因为现在终于有了一种可行方法来研究植物中的端粒酶,并了解他们与动物的区别或相似程度。

于是所有人最想问的一个问题,这一发现会不会让人类有一天和传说中的“老寿星”树一样活上千年呢?答案是:或许有希望,也许有那么一天。当然现在伟大的科学家们进行的是基础研究,将其应用于人类确实有很长很多的路要走。

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尽管如此,还是有一些重量级专家却对此持乐观态度。加州大学旧金山分校的伊丽莎白·布莱克本就是其中的一位。2009年布莱克本与约翰·霍普金斯大学的卡罗尔·格雷德和哈佛大学的杰克·绍斯塔克一起获得了诺贝尔生理学奖,因为他们在端粒和端粒酶方面的发现。

诺奖获得者布莱克对该研究的观点相当精辟,让她兴奋的是,这篇论文正如它的题目那样,报道了植物端粒酶RNA的守恒结构为从纤毛虫到人类的进化途径提供了缺失的一环。这一基本性的新认识可能为优化端粒维护人类健康的新途径铺平道路。

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典型的人类细胞终有一死,不能永远自我更新。正如半个世纪前伦纳德·海弗利克所证明的那样,人类细胞的复制寿命有限,较老的细胞比较年轻的细胞更早达到这一极限。这种细胞寿命的“海弗利克极限”与在携带遗传物质的染色体末端发现的独特DNA重复数直接相关。这些重复的DNA是具有保护作用的盖层结构的一部分,被称为“端粒”,它保护染色体末端不受破坏基因组的不必要的和无根据的DNA重排的影响。

每当细胞分裂时,端粒DNA就会收缩,最终无法保护染色体的末端。这种端粒长度的持续减少就像一个“分子时钟”,一直倒数到细胞生长结束。细胞生长能力下降与衰老过程密切相关,细胞数量减少直接导致虚弱、疾病和器官衰竭。

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对抗端粒收缩的是端粒酶,它是延缓甚至逆转细胞衰老过程的关键。端粒酶通过延长端粒的长度来抵消细胞的衰老,增加丢失的DNA的重复来增加分子时钟倒计时的时间,有效地延长了细胞的寿命。端粒酶通过重复合成极短的DNA来延长端粒长度,DNA中会重复6个核苷酸的“GGTTAG”序列,它们位于染色体的末端,

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端粒的逐渐收缩对人类干细胞的复制能力会产生负面影响,人类干细胞是恢复受损组织和或补充人体衰老器官的细胞。成年干细胞中端粒酶的活性只会减慢分子时钟的倒计时,并不能完全使这些细胞永生。因此,由于端粒长度缩短,成年干细胞在衰老个体中变得精疲力尽,这导致愈合时间增加和器官组织因细胞群不足而降解。

理解端粒酶的调节和限制,有望逆转端粒缩短和细胞衰老,具有延长人的寿命并改善老年人的健康状况的潜力。总而言之,植物端粒酶的研究可为如何调节或改造人体端粒酶提供新的方向,有助于未来开发出抗衰老的方法。

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