來自英國諾丁漢大學等處的研究人員發表了題為「Telomere maintenance and telomerase activity are differentially regulated in asexual and sexual worms」的文章,揭示了一種渦蟲如何克服衰老過程,實現不老傳說的奧秘,這將有助於減緩人類細胞衰老,以及了解衰老相關的特徵,這一成果公布在美國《國家科學院院刊》(PNAS)雜誌上。
渦蟲(Planarian worms)是一種令科學家們驚奇的動物,這種扁形動物門的物種具有幾乎無限的再生能力,渦蟲屬於能迅速再生的動物之一,把一條渦蟲切開200多塊,就會長成200多條渦蟲。研究人員希望通過分析這種動物替換衰老的或者受損的組織和細胞的能力,來幫助理解其長壽的奧秘。
文章的通訊作者是諾丁漢大學Aziz Aboobakera博士,他表示,「我們已經分析了兩種渦蟲,其中一類能有性繁殖,就像人類一樣,另一類是無性繁殖,簡單的分裂成兩個細胞。這兩種渦蟲都能不斷生成新肌肉,皮膚,腸道,甚至整個大腦,無限再生。」
「通常當幹細胞分裂的時候,比如出現傷口,繁殖過程,以及生長過程中,細胞會發出衰老的信號。這也就是說,幹細胞不能再分裂,因此逐漸失去我們機體組織細胞更換的能力。我們衰老的肌膚也許就是最明顯的例子。渦蟲以及其幹細胞卻不知為何,能避免這種衰老過程,保持細胞分裂。」
與細胞衰老密切相關的一個事件就是端粒長度,端粒是染色體末端的DNA重複序列,作用是保持染色體的完整性。DNA每次複製,端粒就縮短一點。一旦端粒消耗殆盡,染色體則易於突變而導致動脈硬化和某些癌症。因此不少科學家認為端粒DNA長度和人的年齡存在密切的關係。
考慮到渦蟲的長壽命,因此研究人員預測渦蟲能維持其成體幹細胞染色體末端長度,實現不老的傳說。他們進行了一系列具有挑戰性的實驗,揭示了渦蟲長壽的秘密,並從中找到了能幫助細胞繼續分裂的分子訣竅。
2009年,三位美國科學家憑藉「發現端粒和端粒酶是如何保護染色體的」這一成果,獲得了2009年諾貝爾生理學或醫學獎,他們揭開了人類衰老和罹患癌症等嚴重疾病的奧秘。
不過也有研究人員指出,近年來陸續有研究發現端粒和染色體等雖然與細胞老化有關,進而影響衰老,但並非唯一的因素,生命衰老是一個非常複雜的進程,它有許多不同的影響因素,端粒僅僅是其中之一。但無論如何,這些有關人類衰老、癌症和幹細胞等方面的研究將有助於我們對細胞的理解增加新的維度,清楚地顯示了疾病的機理,並將促使我們開發出潛在的新療法。
在這篇文章中,研究人員分析了端粒酶的編碼基因在渦蟲上存在的可能性,檢測了其活動以及由此產生的端粒長度,發現無性繁殖的蠕蟲在繁殖時大大提高一種基因,使幹細胞在分裂並替代缺少組織時維持端粒長度。但是研究人員也很奇怪渦蟲有性繁殖不會出現同樣的方式來維持端粒長度。有性繁殖和無性繁殖的渦蟲都擁有無限繁殖的能力。研究人員認為,有性生殖蠕蟲將最終顯現端粒縮短的影響,或者能夠用另一種不會涉及端粒酶的機制來維持端粒長度。
Aboobaker博士總結道,「無性渦蟲具有在繁殖過程中維持端粒長度的潛力,我們的研究據證明了之前的一個推測:動物如何實現長壽和其如何衍生。下一個目標是深入了解這種機制並分析進化成為長生不老的生物。」
這項研究將有助於我們深入了解衰老過程的機理,並用於促進包括人類在內的生物的健康。(來源:生物通 紋)
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