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索尔克研究所的科学家已经在细胞中发现了一个开关,它可能使人们保持健康长寿的一个关键。这个开关可以促进细胞不断的产生与分裂,例如,新的肺组织和肝脏组织,甚至在老年人中也可实现。
在我们体内,新分化的细胞持续的补充我们的肺、皮肤、肝脏和其他组织。然而,大多数人类细胞不能无限分裂,在每个组织细胞中,细胞染色体末端的计时员会缩短。当这些计时员(端粒)变得非常短时,细胞就不再分裂,从而引起器官和组织退化,这在老年人中十分常见。但是有解决这个倒计时的办法:一些细胞会产生一种端粒酶,从而重新构建端粒并且允许细胞无限分裂。
在一项新的于9月19日发表在《Genes and Development》期刊上的研究中,美国索克生物研究所的科学家们发现了端粒酶,甚至在刚出现的时候就能够被关闭。
资深作者Vicki Lundblad,Salk's Ralph S教授及持有人和贝基奥康纳主席,说:“之前的研究表明一旦合成,端粒酶就会在需要的地方出现,相反,我们惊奇的发现端粒酶本质是可以上通过其解体关闭的。”
了解这个“关闭”开关是可以被操纵的,因此减缓端粒的缩短过程,就能够治疗衰老疾病(例如,生命晚期重要器官再生)。
Lundblad和研究生Timothy Tucey第一作者在酿酒酵母中进行了他们的研究,此酵母和制作葡萄酒和面包的酵母相同。先前Lundblad小组使用这个简单的单细胞生物揭示了很多关于端粒酶的机制并且为指导在人类细胞中获得相似的发现奠定了基础。
Tucey说;“我们想要研究每一个端粒酶复合物的组成成分,但这不是一个简单的任务。” Tucey开发了一种策略可以让他以非常高的分辨率在细胞生长和分裂过程中观察每个组件,导致了一个意想不到的发现就是这些端粒酶是怎样以及何时将自己组装到一起的。
细胞每分裂一次,它的整个基因组必须被复制一词。而这种复制进行时,Tucey发现端粒酶位作为一种预装配复合物是静止不动的,这厮因为它失去了一种重要的分子亚基。但是当基因组被完全复制时,端粒酶复合物会被充分的激活,此时端粒酶可以补充侵蚀染色体末端并确保稳健的细胞分裂。
然而,出人意料的是,Tucey和Lundblad指出,在端粒酶完全的装配后,它会迅速的分解,形成一种无活性的分解体复合物(就像开关在off档位)。他们推测这种拆卸通路可能会提供一种方法来保持端粒酶在细胞内部保持非常低的水平。尽管在正常细胞中侵蚀端粒可以促进细胞衰老,癌细胞则相反,依赖于高水平的端粒酶来确保上调的细胞增殖。Tucey和Lundblad发现的 “开关”可能会帮助保持端粒酶活性低于这种阈值。