衰老是不可避免的,但科学家离延缓人类衰老又近了一步。据CNN报道,发表在《科学》杂志上的最新研究揭示了衰老之谜背后的关键机制。研究表明,细胞可以通过合理的基因设计或化疗进行重新编程,最终可能延长人类寿命,延缓衰老。
完全不同的衰老途径
据CNN报道,为了解开衰老之谜,美国加州大学圣地亚哥分校的研究小组分析了酿酒酵母的衰老过程,试图了解不同细胞的衰老速度和衰老原因是否相同。之所以选择研究酵母,是因为它是研究衰老机制的可控模型,也适用于皮肤细胞和干细胞的衰老途径。
他们的研究成果非常有趣。研究人员发现,即使是具有相同遗传物质的酵母细胞,在相同的环境中,也会以两种“不同的方式”老化。
利用微流控技术和计算机建模分析,研究人员发现,大约一半的酵母细胞会因核仁稳定性逐渐下降而老化。核仁是细胞中合成核糖体的地方。当细胞处于活跃期时,核仁大小可达细胞核的25%,但在一些休眠细胞中,核仁会明显减少。
另一半细胞会因为线粒体的功能障碍而老化,线粒体是细胞的能量生产单位。随着能量的衰竭,细胞会逐渐老化。
科学家认为,细胞在生命早期走了不同的路径,会沿着核仁和线粒体这两条“衰老路径”衰退死亡。
从表面上看,酵母似乎离人类的寿命很远,但研究人员表示,他们的模型可以为基因治疗和其他药物治疗铺平道路,使人们能够重新编程细胞的主电路,并在未来的某一天延长人类的寿命。
人的寿命可以延长吗?
据《每日邮报》报道,复杂的人类衰老是所有复合细胞累积衰老的结果。但是就像有些人和动物比同龄人活得长得多一样,细胞的衰老速度也大不相同。
细胞如何决策,走不同的衰老路径?
“我们确定了每个衰老过程背后的分子过程以及它们之间的联系,并发现了控制细胞衰老的分子回路。”作者之一、圣地亚哥加州大学生物科学系助理教授郝楠说,这些分子电路就像控制家用电器的电路一样。
在这项研究的基础上,研究人员发现,他们可以操纵并最终优化衰老过程。他们用计算机模拟细胞分子电路的重编程,修改其DNA,从而建立了一条全新的衰老路径。
总的来说,随着生物的衰老,细胞会越来越不健康,细胞的寿命——从开始增殖到死亡——会越来越短。
令人惊讶的是,在计算机模拟的新衰老路径下,细胞可以在整个生命周期中保持正常。"这意味着新模型中的细胞与年轻细胞具有相同的周期."郝娜说。简而言之,新的衰老途径可以将酵母细胞的寿命延长到普通酵母细胞的两倍。
如果将这种“从未存在过”的衰老途径应用于人类细胞,会发生什么?
郝楠在接受CNN采访时说:“我们的研究提出了通过合理设计基因或化疗来重新编程人类细胞衰老的可能性。我们的目标是有效延缓人类衰老,延长人类健康寿命。”
接下来,研究人员说,他们计划在复杂的细胞、有机体中测试他们的模型,最后在人类中测试。他们还打算测试如何通过治疗和药物的“鸡尾酒”组合来进一步延长人类的寿命。
"衰老是一个基本的生物学问题,但我们对衰老的过程知之甚少."郝娜说。谈到医学相关性,他说很多疾病都与衰老有关。“如果我们能帮助延缓衰老或延长寿命,最终将造福社会。”
但是,他也表示,从科学的角度来看,人们可能在几年内得到答案。但是应用到人体上可能需要很长时间。
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