但求同年同月同日死?问问你的DNA答不答应

 

但求同年同月同日死?问问你的DNA答不答应!...





“你我三人,今结为生死兄弟,
不求同年同月同日生,
但求同年同月同日死!


哎呦喂三位大侠且慢!
你们就这么愉快地决定了,
有问过人家DNA吗?


文/沈义栋中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所研究员、博士生导师


每个人体内都有自己的一套遗传物质——DNA。DNA由A、T、C、G四个不同的核苷酸排列组成,不同的排列方式组成不同的基因和调控元件。它们就像上帝的语言,书写着生命的密码。调控衰老的基因自然也是由其编码。DNA编码的基因是与生俱来的,因此,长寿的父母往往也有长寿的孩子。
但是,这并不是长寿的全部秘密。时间不仅会使我们长上皱纹,也会在我们的DNA上刻下印记。DNA上有各种各样的基因,它们的表达时间和表达位置都受到严格控制。控制基因表达的除了DNA上的调控元件,还有DNA修饰

DNA修饰就好比刻在一块玉石上的精美图案,它并非与生俱来,而是可以后天添加上去的。同卵双胞胎的DNA序列完全一样,虽然他们同年同月同日生,但不是同年同月同日死,这在一定程度上就是DNA修饰的作用

随着年龄增长,为应对不同的生活方式和环境变化,DNA修饰会发生很大的变化。DNA修饰可以作为衰老指标直接预测个体寿命。英国爱丁堡大学的科学家曾对近5000名老人的DNA甲基化修饰进行统计分析,发现甲基化修饰所预测的年龄比实际年龄大5岁以上的老人,死亡风险增加21%。在衰老研究中,DNA修饰被形象地称为“表观遗传学时钟”
那么,这些DNA编写的长寿密码是如何起作用的呢?根本而言,长寿密码的作用在于维持我们体内的各种稳态

如果把人体比作一台机器,那么这台机器在不停运转的同时也在不停地损耗。如同工厂里的机器需要维护保养以使其正常运转一样,为了抵消运转时产生的损耗,人体内也有一套高效的维护机制来修理损坏的分子零件、清理各种垃圾分子。所谓的稳态就是维护机制和损耗之间的有机平衡。就像所有机器一样,人体也会老化。渐渐地有一天,体内的维护机制赶不上人体的损耗。当细胞不能维持稳态时,生命的天平开始倾斜,衰老的魔爪渐渐靠近,最终将生命彻底侵蚀。
人体内的稳态有许多方面。下面就来谈谈当前衰老研究认识较深的两个方面。首先是蛋白质的稳态。试想一下,当你的房间堆满很多年前的杂物和垃圾,导致你不能很快找到自己需要的东西时,你是否很难保持愉快的心情和高效的工作效率?同样,当细胞内堆满垃圾蛋白时,它的生命活动也会受到影响。目前人们认为,垃圾蛋白堆积破坏了蛋白质的稳态,是造成疾病和衰老的重要原因。

细胞清除垃圾蛋白是一个很神奇的过程,其中一种清除方式被称为“自噬”,即自我吞噬。细胞内有一种特殊的双层膜结构的小泡,其表面有一些特异性的分子受体,它们能识别受损、变性或衰老的蛋白质及细胞器,并将它们包裹起来,运输到溶酶体进行消化降解并循环利用。

年轻细胞的自噬能力往往高于年老的细胞。老年人体内细胞的自噬水平下降,各种垃圾蛋白开始积聚。我们看到的老年斑就是蛋白积聚的结果,人们熟知的阿尔茨海默病也是由于Aβ蛋白在神经细胞内大量积聚导致的

那么,是不是提高细胞的自噬能力就能延缓衰老呢?理论上来说的确如此。限制饮食获得的长寿很大程度上依赖于自噬水平的提高。另外,科学家发现,给成年小鼠喂食西罗莫司(一种药物,可用于治疗癌症),也能在提高细胞自噬能力的同时延长小鼠寿命。
活性氧稳态的破坏是衰老的另一个主要诱因。氧气是一种化学性质很活泼的物质,它能让万物生长,也能让钢铁生锈,活性氧则是更为活泼的含氧离子团。活性氧有一个外号叫“氧毒”,是细胞加速衰老的元凶。过量的活性氧就像分子杀手,它们损伤不饱和脂肪酸、蛋白质、核酸等生命所必需的物质。随着年龄的增长,人体内活性氧清除的效率越来越低,直至皱纹凸显,疾病缠身。

既然活性氧那么可恶,那我们是不是该彻底清除它们呢?并不是的。活性氧主要在细胞的能量工厂——线粒体中产生,是负责传递能量的搬运工。微量的活性氧是维持细胞正常生理活动所必需的。将小鼠的活性氧降低到正常水平以下并不能让它们活得更长。

另外,运动能加速呼吸作用,同样也能加速产生活性氧,而这对健康是有益无害的。正常细胞内有一整套完善的机制来清除多余的活性氧。当活性氧含量上升时,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶等抗氧化酶的表达也会上升,迅速将过多的活性氧消灭。因此,当周围的人因为细胞内活性氧的积聚而日渐衰老时,那些经常运动的人因为体内抗氧化酶的表达持续保持在较高水平而暂时躲过了岁月这把“杀猪刀”。值得注意的是,一直坚持剧烈运动的人体内抗氧化酶的水平并不比偶尔运动的人高。

——选自《科学画报》 

 
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