諾丁漢大學(xué)的研究人員已經(jīng)指出,，一種扁蟲如何克服老化進(jìn)程而成為潛在的長生不老生物,。
這項(xiàng)發(fā)表在PNAS上的發(fā)現(xiàn)，可能給人類細(xì)胞上減緩老化和減少年齡相關(guān)特點(diǎn)的可能性帶來一線希望,。
渦蟲蠕蟲明顯的無限再生能力使科學(xué)家驚訝不已,。研究人員已經(jīng)研究他們?nèi)〈匣驌p傷組織與細(xì)胞的能力，以了解它們長壽機(jī)制,。
諾丁漢大學(xué)生物學(xué)院的Aziz Aboobaker博士說,，"我們已經(jīng)研究了2種渦蟲蠕蟲，一種是象我們?nèi)艘粯佑行陨?，另一種是無性生殖,，只是一分為二。這兩種蠕蟲通過生長新肌肉,、皮膚,、腸道甚至是整個大腦而出現(xiàn)不確定的反復(fù)再生。
通常當(dāng)干細(xì)胞分裂,，治愈傷口或生殖期間或是生長時,，它們就開始顯現(xiàn)老化跡象。這意味著干細(xì)胞不再能夠分裂而因此變得不太能夠取代機(jī)體組織中衰竭的專門化細(xì)胞,。我們正在老化皮膚也許是這個效應(yīng)最明顯的例子,。渦蟲蠕蟲和它們的干細(xì)胞在某種程度上能避免老化過程，保持細(xì)胞分裂,。
與老化細(xì)胞相關(guān)的事件之一就是端粒長度。為了正常地成長和發(fā)揮功能,，機(jī)體細(xì)胞必須保持分裂以取代破損或損傷的細(xì)胞,。在這一分裂過程中，遺傳物質(zhì)的拷貝必須傳遞給子代細(xì)胞,。細(xì)胞內(nèi)遺傳信息被設(shè)置在稱為染色體的DNA雙螺旋鏈內(nèi),。在這些鏈的末端就是一種稱為端粒的保護(hù)帽。端粒已經(jīng)被比喻為阻止鞋帶磨損或與其他鏈纏繞的鞋帶保護(hù)頭,。
細(xì)胞每分裂一次,，保護(hù)性端粒帽就變得更短。當(dāng)它們變得太短時,，細(xì)胞就喪失了更新與分裂的能力,。在一種不死的動物中,，因而我們希望細(xì)胞能無限地保持端粒長度以便宜于它們持續(xù)復(fù)制。Aboobaker博士預(yù)計(jì),，渦蟲蠕蟲主動保持其成年干細(xì)胞染色體的兩端,，導(dǎo)致形成理論的長生不老。
以前獲2009年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎的研究工作已指出,，端?？赏ㄟ^端粒酶的活性來維持。在許多有性生殖生物中,，這種酶只在發(fā)育早期最活躍,。于是隨著我們變老，端粒開始減少長度,。
這個研究項(xiàng)目確定了一種基因編碼這種酶并下調(diào)其活性的可能渦蟲,。這導(dǎo)致形成減少的端粒長度，并證明它正是那個基因,。然后,，他們能滿懷信心地測量其活動和產(chǎn)生的端粒長度，發(fā)現(xiàn)無性蠕蟲在再生時大大增加了這種基因的活性,，使干細(xì)胞在分裂替換丟失組織時維持其端粒,。
但是，讓研究小組迷惑的是,，有性生殖的渦蟲蠕蟲沒有出現(xiàn)以相同方式維持端粒長度,。他們所觀察到的無性與有性動物的區(qū)別很是奇怪，因?yàn)樗鼈兌加袩o限再生的能力,。研究小組認(rèn)為,，有性生殖蠕蟲最終將表現(xiàn)端粒縮短的效應(yīng),，或者它們能利用另一種不涉及端粒酶的機(jī)制來維持端粒,。
無性渦蟲蠕蟲示范了再生期間保持端粒長度的潛力。這些數(shù)據(jù)滿足了一個預(yù)測,，即動物潛在的不老需要什么,，這種情況下的進(jìn)化也是可能的。下一個目標(biāo)就更詳細(xì)地了解這種機(jī)制并了解關(guān)于如何進(jìn)化一種不死動物的更多知識,。
這個令人興奮的研究大大有助于對涉及老化的一些過程的基本認(rèn)識,，并建立其他生物包括人的改善健康和延年益壽的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。（生物谷bioon.com）
doi:10.1073/pnas.1118885109
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Telomere maintenance and telomerase activity are differentially regulated in asexual and sexual worms
Thomas C. J. Tana, Ruman Rahmanb, Farah Jaber-Hijazia,Daniel A. Felixa, Chen Chena, Edward J. Louisa, and Aziz Aboobakera
In most sexually reproducing animals, replication and maintenance of telomeres occurs in the germ line and during early development in embryogenesis through the use of telomerase. Somatic cells generally do not maintain telomere sequences, and these cells become senescent in adults as telomeres shorten to a critical length. Some animals reproduce clonally and must therefore require adult somatic mechanisms for maintaining their chromosome ends. Here we study the telomere biology of planarian flatworms with apparently limitless regenerative capacity fueled by a population of highly proliferative adult stem cells. We show that somatic telomere maintenance is different in asexual and sexual animals. Asexual animals maintain telomere length somatically during reproduction by fission or when regeneration is induced by amputation, whereas sexual animals only achieve telomere elongation through sexual reproduction. We demonstrate that this difference is reflected in the expression and alternate splicing of the protein subunit of the telomerase enzyme. Asexual adult planarian stem cells appear to maintain telomere length over evolutionary timescales without passage through a germ-line stage. The adaptations we observe demonstrate indefinite somatic telomerase activity in proliferating stem cells during regeneration or reproduction by fission, and establish planarians as a pertinent model for studying telomere structure, function, and maintenance
