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核心提示：研究顯示，引起沃納症候群的基因突變會導致異染色質的紊亂，而這種對DNA正常包裹方式的破壞成為導致衰老的關鍵原因。
外媒稱，一項把衰老過程與包裹緊密的細胞DNA束聯繫起來的研究可能導致預防和治療諸如癌症、糖尿病和阿爾茨海默病等老年性疾病的方法。學術期刊《科學》雜誌4月30日對這項研究作了詳細介紹。
據美國每日科學網站報導，在此項研究中，美國索爾克研究所與中國科學院的科學家發現，造成沃納症候群——一種導致過早衰老和死亡的疾病——的基因突變導致了DNA束即所謂的異染色質的惡化。
這一發現是尖端幹細胞與基因編輯技術結合的產物，它可能導致通過預防或逆轉對異染色質的損傷，從而抵抗衰老相關生理衰退的方法。
研究論文的資深作者胡安·卡洛斯·伊斯皮蘇亞·貝爾蒙特說：「我們的研究結果顯示，引起沃納症候群的基因突變會導致異染色質的紊亂，而這種對DNA正常包裹方式的破壞成為導致衰老的關鍵原因，其影響超出了沃納症候群的範疇。它將確認一種主要的衰老機制——即異染色質紊亂，而這一過程已被證明是可逆的。」
沃納症候群是一種使人提前衰老的遺傳疾病，在美國人口中的發病率約為20萬分之一。患者在生命的較早時期即患上白內障、Ⅱ型糖尿病、動脈硬化、骨質疏鬆和癌症等老年性疾病，多數患者死於50歲前後。
這種疾病是由沃納症候群RecQ解旋酶基因——簡稱WRN基因——的突變所引起的，該基因負責WRN蛋白質的生成。以往的研究證明，正常形式的WRN蛋白質是一種維持人體DNA的結構及完整性的酶。當在沃納症候群的情況下，這種蛋白質發生突變，從而破壞DNA的複製、修復及相關的基因表達。這被認為是導致提前衰老的原因。不過，還不清楚突變WRN蛋白質擾亂這些關鍵細胞過程的確切方式。
索爾克研究所的科學家在這項研究中尋求精確地測定突變WRN蛋白質導致如此嚴重的細胞破壞的方式。為此，他們利用尖端的基因編輯技術刪除人類幹細胞中的WRN基因，從而構建了一個沃納症候群細胞模型。這一幹細胞模型使科學家獲得了前所未有的在實驗室研究迅速衰老細胞的能力。由此得到的細胞反映了真實的沃納症候群患者體內的基因突變，因此這些細胞的衰老速度快於正常細胞。
通過更為密切的觀察，科學家們發現，WRN基因的刪除還導致了異染色質——即存在於細胞核中的包裹緊密的DNA——的結構破壞。
這種DNA束狀形式起著控制基因活性的「操作面板」式的作用，並規範細胞複雜的分子結構。在束狀異染色質外面的是控制異染色質結構的化學標記物，即所謂的表觀遺傳標籤。例如，對這些化學開關的修改可以改變異染色質的結構，從而使基因得到表達或被抑制。
索爾克研究所的研究人員發現，WRN基因的刪除將導致異染色質的紊亂，這表明WRN蛋白質對異染色質的維護有重要作用。事實上，在進一步的實驗中，他們證明這種蛋白質與已知可以穩定異染色質的分子結構直接存在相互影響——從而首次以確鑿證據揭示了突變WRN蛋白質與異染色質紊亂之間的直接聯繫。