【戲說端粒 03】

端粒與生物鍾
　　
　　在與衰老有關的眾多學說中，染色體端粒長度的改變曾一度被認為是最有說服力的假設之一。端粒是真核細胞內染色體末端的DNA重複片段，被科學家比做是“鞋帶兩端防止磨損的塑料套”。

　　最早觀察染色體末端的科學家日拉布在1885年注意到，染色體上所有的末端都處於細胞核的一側。20世紀30年代，兩個著名的遺傳學家麥克林托克和穆 勒發現了染色體的末端可維持染色體的穩定性和完整性。穆勒將它命名為“telomere”，這是由希臘詞根“telos”（末端）和“meros”（部 分）組成的。

　　30多年前，海弗利克首次提出將體外培養的正常人成纖維細胞的“有限複製力”作為細胞衰老的指標。在培養過程中，細胞群中的大部分成纖維細胞經曆了一 定次數的分裂後便不再分裂。海弗利克猜測細胞內有一個限製細胞分裂次數的“鍾”，後來通過細胞核移植實驗發現，這個“鍾”位於細胞核的染色體末端—端粒上。

　　1985年，格雷德和布萊克本在四膜蟲中發現了可以延長端粒長度的端粒酶。之後，美國耶魯大學的莫林於1989年在人宮頸癌細胞中也發現了人端粒酶。 近年來，隨著人端粒酶的發現和端粒學說的提出，科學家相信決定人類細胞衰老的“生物鍾”就是位於染色體末端的端粒，它會隨著歲月的流失而縮短。

　　關於端粒丟失同衰老的關係理論是由蘇聯科學家奧洛威尼科夫博士於1973年首次提出的。他認為，端粒的丟失很可能是因為某種與端粒相關的基因發生了致 死性的缺失。目前認為，人體細胞內端粒酶活性的喪失將導致端粒縮短，每次丟失50～200個堿基，這種縮短使得端粒最終不能被細胞識別。端粒一旦短於“關 鍵長度”，就很有可能導致染色體雙鏈的斷裂，並激活細胞自身的檢驗係統，從而使細胞進入死亡狀態。

　　端粒和端粒酶影響衰老最有力的證據是學者博德納等證實的。如果細胞試圖要維持其正常分裂，那麽就必須阻止端粒的進一步丟失，並且激活端粒酶。庫奇等認 為，由於人體細胞中的端粒酶未被活化，從而導致了端粒縮短。因此，隻有那些重新獲得端粒酶活性的細胞才能繼續生存下去，對於那些無法激活端粒酶的細胞將隻 能麵臨趨向衰老的結果。研究人員還發現，患有一種可加速衰老的遺傳病的病人具有異常短的端粒，這進一步表明端粒在衰老過程中所起的重要作用。
　　
　　在人體細胞中，研究者還發現，端粒縮短的速率與細胞抗氧化損傷的能力相關。容易遭受氧化損害的細胞，其端粒縮短更快，反之，那些更能抵抗這種損傷的細胞，端粒縮短得較慢。因此，科學家們認為，如果能減少細胞損傷或激活端粒酶，即可控製人類的衰老進程。

　　有人曾經在各種體內體外環境下，對人淋巴細胞的衰老與其端粒長度、端粒酶活性的關係進行了觀測，推測端粒酶活性和端粒長度的調節有可能是淋巴細胞增殖的控製因素。隨後，這一推測在人體淋巴細胞的發育、分化、激活和衰老過程中被得到驗證。

相關新聞

端粒研究方興未艾
解讀諾貝爾醫學獎：什麽是端粒和端粒酶？
“端粒”研究打開衰老的秘密之門
端粒和端粒酶的發現曆程——記諾貝爾生理學或醫學獎