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人体内的每一个细胞都包含整个的人类基因组。在生命的整个过程中,所有的细胞都可能会发生突变。一些突变过程可能会发生的很突然,经常是通过日光浴或吸烟等体外行为引起的。然而,其它的突变过程可能是在细胞体内,并且突变速率数十年保持一致。这些突变和时钟一样,目前多数的突变都和年龄有关。发表在《自然基因学》杂志上的一项研究显示,人体细胞中存在两种类似时钟的突变过程,并且不同细胞中的时钟周期已被确定。?xml:namespace>
这些类似时钟的突变过程最终会导致人体患癌症,让人老化。
癌细胞的基因组掌控着发现这些分子钟的关键。先前的研究揭示,突变经常会在癌细胞的基因组上留下一种称为‘突变信号’的分子指纹。为了鉴定人体突变过程的突变信号,该研究查看了36种不同癌症的10250例癌症基因组的DNA。
研究者发现了33例突变信号,但是仅有2例有类似时钟的特征。这两例类似时钟的过程(暂时称为信号1和信号5)显示,突变量和患者的年龄有关联。
“这是个令人非常兴奋的发现,因为它解决了一个长久的问题。不仅是因为该研究证明了分子钟的存在,它也表明了有两种独立的过程会持续的降解DNA,”Ludmil Alexandrov博士表示,他是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的联系人。“这些细胞中的时钟周期有多快决定了细胞的老化速率和癌变的可能性。”
这种分子钟能以稳定的速率产生突变,随着年龄增加就会积聚越来越多的突变。通过调查7329860例体细胞突变,研究者能够有效地推断出每一个细胞曾经发生过哪些突变。这就能显示出突变过程的发生速率。这些信息能有助于研究者理解癌症发生的生物学机理,甚至能找出癌细胞扩散至其它部位的速率。
“该研究非常重要,对于癌症患者有着实际的意义。将来,临床医生能据此进行原发性肿瘤和任何转移瘤的比较,确定扩散所需的时间。”Julian Sale博士表示,他是医学研究理事会分子生物学的组长,也是该论文的作者。“因为分子钟在癌细胞内持续的滴答,所以这很可能帮助医生预测癌症变化的快慢,例如转移到了身体的其它部位或者对某种药物产生了抗性。还能够帮助医生为病人提供最合适的治疗方案。”