東海大學應用物理系近日分享一篇論文,曾因研究端粒酶影響「長生不老」秘密而獲得諾貝爾生理醫學獎,美國加州大學聖塔克魯茲分校的卡蘿·格萊德(Carol Greider)所領軍的最新人類DNA端粒的研究,利用新的「端粒剖析」(telomere profiling)技術,發現人類染色體的端粒長度,影響著人類壽命的長度,而且「遺傳」的影響比較大。
目前人類的平均壽命已經超過70歲,台灣男性達76.63歲、女性83.28歲,但能不能更長壽的原因之一就是DNA的「端粒」,因為細胞每條染色體末端都有一大段重複的「TTAGGG」串行,長度可達數千個DNA碼。
細胞分裂的時候,忠實複製DNA遺傳密碼,但有個「缺點」,就是每次複製,兩端都會剪掉一些,DNA因此變短,而DNA端粒碼雖然看似沒有生化功能,但有重要的保護作用,也就是「自我犧牲」剪掉一段,讓分裂細胞雖然短一截,也不會影響運行。
人的細胞每天不斷死亡跟複製,複製太多次的話,端粒可能就剪光光,然後把攸關細胞正常運行的DNA片段剪掉,例如能編碼製造生命所需的蛋白質,這時細胞可能就無法運行,然後徹底死掉,所以人越老,端粒剪光的細胞就越多,失去的功能也越來越多。
既然端粒的串行這麼單純,若能把在細胞分裂過程剪掉的端粒「接回去」,是不是就能長生不老?還真的有可能,因1984年年僅23歲的研究生,發現一種「四膜蟲」(Tetrahymena thermophila)端粒串行,細胞分裂後不僅不會變短,反而變長。
格萊德發現會修補端粒的「端粒酶」,關係著人類能否「長生不老」,開創「端粒生物學」研究新紀元,並讓格萊德拿到2009年諾貝爾生理醫學獎。但端粒也不是越長越好,因為端粒太長會有癌症風險,因為細胞一再複製卻「死不掉」,可能會累積突變成癌細胞。
格萊德團隊最新利用「端粒剖析」(telomere profiling)技術,讓DNA片段鹼基依次通過納米孔隙時,造成導電率不同,就可快速大量定序,且操作簡易、成本低廉,並取得不同年齡層147名健康受試者血液樣本分析。
過去研究認為各條染色體端粒長度應該差不多,類似常態分布,個人生活習慣是影響端粒長度的重要原因,所以「養生」很重要,好生活習慣能減緩端粒變短速度,但研究結果發現,同一個人不同染色體端粒長度差異很大,端粒平均長度是4,300個DNA碼,但最長與最短可差到高達6,000碼。
格萊德看到結果非常驚訝,因每人染色體端粒長度「哪條長、哪條短」分布差不多,這種各染色體端粒長度差異模式,似乎出生時就決定了,且整個人生比例保持穩定,代表養生與否對端粒長度影響不大,反而「遺傳」影響較大。此研究4月11日發表在《科學》期刊。
(首圖來源:Pixabay)