科学家首次详细绘制端粒酶图像,人类离长生不老又近了一步!

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我们身体内有一种酶,人们对它评价极高,称它是“青春之泉”,是人类长生不老的好朋友。它究竟是什么呢?

它就是端粒酶。端粒酶是一种可以修复衰老细胞的蛋白酶,它可以在细胞中形成新的目标染色体,它还具有调控端粒长短的能力。

但是有一个问题是,既然我们身体里存在这种酶,那么为什么我们依旧会衰老?这是由端粒酶在人体里的状态决定的。

它有个特性,就是在正常成年人的几乎所有细胞中都是休眠的,就是人家不管事儿,只会“睡觉”,但是它只会在胚胎干细胞等频繁分裂的细胞内处于活跃状态。

更加难以接受的事实是,端粒酶也能被激活,但在自然状态下只有癌细胞可以激活它们,“被唤醒”的端粒酶允许癌细胞无限复制,这也就是为什么癌细胞总也消灭不尽的原因了。

所以说,本来端粒酶是个好东西,因为它能延缓人类衰老,但是无奈人家脾气大,只喜欢癌细胞,倒是助长了癌细胞在人体里兴风作浪,端粒酶与 90% 的人体肿瘤相关。

咱们前面提到了端粒酶是通过增加端粒长度来延缓衰老的,那么什么是端粒呢?

百科的解释是这样的,端粒(英文名:Telomere)是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段 DNA 蛋白质复合体,它与端粒结合蛋白一起构成了特殊的“帽子”结构,作用是保持染色体的完整性和控制细胞分裂周期。

端粒 DNA 是由简单的 DNA 高度重复序列组成, 端粒酶可用于给端粒 DNA 加尾,DNA 分子每次分裂复制,端粒就缩短一点,一旦端粒消耗殆尽,细胞将会立即激活凋亡机制,即细胞走向凋亡。

看明白了吧,所以人们把端粒看作是细胞寿命的“ 有丝分裂钟”,其长度反映细胞复制史及复制潜能。

但是怎么能减缓端粒消失呢,这就得靠我们说了半天的端粒酶了,端粒酶就是位于端粒顶端的那一坨。

一直以来,科学家们都在研究端粒酶,渴望有一天它能帮人类延长寿命。

1998年《Nature》上有一篇标题为 Extension of Life-Span by Introduction of Telomerase into Normal Human Cells 的文章说他们把端粒酶的相关基因导入到人的体细胞内,发现细胞的寿命大大延长了。

2011 年,美国哈佛大学医学院的科学家在《自然》杂志上撰文称,他们已经使用端粒酶成功让老鼠老化的器官恢复活力。

研究小组研究了一个体内没有端粒酶的老鼠,这只老鼠因为缺乏端粒酶变得满身是病,而且机体各项功能老化,脑容量也变小了。

随后,科学家们对小鼠进行注射治疗重新激活端粒酶,发现其受损的组织不仅得以修复,同时老化迹象也出现了逆转。

这项实验表明,端粒酶确实可以让老化的器官变得年轻,修复机体受损器官和组织,达到“返老还童”的效果。

去年,哥本哈根大学研究人员与一个国际研究团队共同合作,第一次绘制出了端粒酶的基因序列。该研究结果也标志着科学界在抗击癌症的道路上迈出了坚实的一步。

绘制端粒酶基因序列是一项巨大的工程,这个工程用到了 1000 多名的专家,花了近千万美金,采集了 20 多万人的血液样本,历时四年才得以完成。

研究人员说,端粒酶的成功绘制促进了我们对癌症知识以及癌症治疗的进一步了解,通过这个发现,我们第一次全面阐释了癌症与染色体终端长度之间存在的基因联系。

然而就在近日,加州大学伯克利分校的研究人员更加细致的绘出了端粒酶的结构,此次的绘制比以往任何研究都更详细。

端粒酶是由六种蛋白质组成的 RNA 骨架组成,它们在补充端粒时都会四处移动。但是很难确定端粒酶是如何工作的,以及它怎样和端粒结合。

加州大学伯克利分校的研究小组采取的办法是分离端粒酶,并将其纯化,然后使用最先进的冷冻电子显微镜观测。

该仪器使用电子束作为光源来研究冷却至低温的样品,这个仪器的分辨率相当高,可以让科学家更近距离更细致的观测端粒酶。

以前人类观测到的最高分辨率的端粒酶图像是 30 埃(3 纳米),但是用冷冻电子显微镜观测可以将分辨率提升为约 7 至 8 埃(0.7至0.8纳米)。下一步,科学家还想把分辨率提升至 3-4 埃。

研究员表示,这些高分辨率的图像让他们能更细致的了解端粒酶的结构,最终发现该酶相关的潜在药物靶点。

然后找出端粒酶的激活机制,激活人体的端粒酶以延缓人类衰老,还有抗击癌症。

其实,现在就有公司在生产端粒酶化妆品,比如 Revive Skincare 和 TaSciences.com 两个公司。但是生产一克端粒酶就要花费 400 万美元!

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