美国进口端粒酶生产是怎么形成的
在细胞分裂过程中,染色体是如何完整复制、又是如何避免自身退化的?这几位获奖者已经证明,染色体解决上述问题的奥妙就在于染色体末端的端粒(telomer)以及形成端粒的酶——端粒酶。
当端粒变短的时候,细胞就开始老化。相反,如果端粒酶厂家一直保持较高的活力,则端粒的长度就能保持下去,而细胞衰老的进程就会被推迟,这种情形可见于癌细胞:一类属于永生的细胞。相比之下,某些遗传病的机制正是因为端粒酶有缺陷、从而导致细胞受损的缘故。本届诺贝尔生理学及医学奖对此予以奖励,等于宣布人类发现了细胞生长的基本机理,这一科学发现,将加快人类研究全新的疾病治疗方案的步伐。
那么,端粒和端粒酶到底是个什么东西?它们又是怎样控制人类的生命进程的?端粒酶与端粒之间的关系意义在哪里?
“端粒软胶囊”其实就是人的寿命钟
在细胞分裂时,染色体如何完整地自我复制以及染色体如何受到保护以免于退化。这三位诺贝尔奖获得者已经向我们展示,解决办法存在于染色体末端——端粒,以及形成端粒的酶——美国进口端粒酶。”
端粒和端粒酶,这两个词对普通人来说非常陌生,但北京大学医学部的童坦君院士告诉记者,实际上,在医学界,这两个词语并不新鲜。
1938年9月,在美国马萨诸塞州法尔茅斯镇的伍兹霍尔海洋生物学实验室,著名遗传学家穆勒发表了一个名为《染色体重置》的讲演。在讲演中,穆勒提出,末端基因一定具有某种特殊的功能,即可以对染色体的末端起到封闭的作用。从某种意义上讲,如果染色体不被这样封闭,染色体就不会持续存在。为了区别于其他的基因,穆勒第一次采用了Telomere(端粒)这个词。
“Telomere的字面意思是末端的部分,翻译成中文,就成了‘端粒’。也有人翻译成‘染色体端区’,后一个翻译可能更易于普通人理解。”为了说清端粒,童坦君院士还打了几个形象的比方,“有人把端粒比喻成鞋带两头的塑料套子,有了它,鞋带头子就不会被磨损;也有人把端粒比喻成染色体头上的一顶高帽子,起到保护染色体的作用。”
端粒究软胶囊厂家竟是怎样保护我们的染色体的呢?
端粒磨损尽了人也就死了。
在生物的细胞核中,有一种易被碱性染料染色的线状物质,它们被称为“染色体”。正常人的体细胞有23对染色体,染色体携带着遗传信息,它们对人类生命具有重要意义。生命的形成发育和成长,就在于细胞的不断分裂。
“细胞的分裂是个奇妙的过程,每一个新细胞都会完整地将染色体携带的遗传信息复制过来。这个复制的过程,就是人类渐渐长大的过程。当然,一个人的生长,不可能永无止境进行下去。”江苏省人民医院老年内科的丁国宪主任告诉记者,“早在四十年前,细胞学家海弗列克(Hayflick)就发现,每一种细胞都有一定的寿命,它们在分裂到一定代数后,就停止分裂,趋于死亡。人的生长也就停止,死亡到来。”
而细胞之所以停止分裂,就和端粒的磨损有关。
科学家对患有早衰综合征的儿童的成纤维细胞进行体外培养后发现,其端粒长度与正常的相比,明显变短,这与细胞的复制能力降低相一致。另一种遗传疾病——唐氏综合征,已被认定为早老样综合征,通过对唐氏综合征患者外周血淋巴细胞的检测,科学家发现,其端粒的磨损程度是同龄正常人的三倍之多。
对这些病症以及其他加速衰老病例的深入研究,证明人的衰老,的确和端粒的磨损有着密切的关系。
因此,当人类从胎儿到儿童,再到成年老去,在外表和器官老去的同时,掌管生命长度的端粒,也在不知不觉中耗尽。
人体器官衰老的速度为什么不一样 ?
正常人二倍体成纤维细胞在体外培养是随代数的增加,细胞中的端粒以一定的速率缩短,DNA每复制一次,端粒就缩短一段。人体的其他细胞,例如血细胞与皮肤细胞端粒长度也随着年龄的增加而缩短。例如,每增加一岁,外周血淋巴细胞端粒长度平均缩短35bp(碱基对,它常被用来衡量DNA和RNA的长度)。
人体的细胞一般有大约10000bp,总的看来,对于处在复制状态的体细胞而言,其端粒丢失的速度在体外平均为30-200bp/次细胞群分裂,在体内约为10-50bp/年。当端粒被磨损耗尽时,染色体失去了保护伞,细胞也就死了。“不同的细胞,端粒缩短的速率不尽相同。这也能很好地解释,为什么人体的各个器官衰老的速度会有差别。”
当然,端粒与染色体之间的关系也意味着,如果在细胞分裂的过程中,端粒能够得到保护并被及时修复,维持原来的长度,染色体就永远充满活力,而人就能永远活下去。
这个梦想有可能实现吗?怎样才能修复受损的端粒呢?
端粒酶生产可以让端粒“坚固耐磨”
科学家在研究中发现,细胞中存在一种特殊的逆转录酶——端粒酶。端粒酶是一种核糖核蛋白,它是以RNA为模板合成DNA的酶。端粒酶的存在,能够修补DNA复制的缺陷,让端粒不会因细胞分裂而有所损耗,使得细胞分裂的次数增加。因此,细胞中的端粒酶越活跃,端粒的长度就越能维持。
科学家的发现,似乎为人类的医学研究指明了一个方向:如果让细胞中的端粒酶永远保持活力,人类长生不老的梦想就有可能实现!