科學探索:DNA序列在衰老和癌症中的潛在作用 — ScienceDaily
人體本質上是由數萬億個活細胞組成的。它隨著細胞的衰老而衰老，當這些細胞最終停止複製和分裂時，就會發生衰老。科學家們早就知道，基因會影響細胞的老化和人類的壽命，但具體如何運作仍然不清楚。由華盛頓州立大學的研究人員領導的一項新研究的結果解決了這一難題的一小部分，使科學家離解決衰老之謎更近了一步。
由藥學和製藥科學學院教授Jiyue Zhu領導的一個研究小組最近確定了一個被稱為VNTR2-1的DNA區域，該區域似乎驅動著端粒酶基因的活動，而端粒酶基因已被證明可以防止某些類型的細胞衰老。這項研究發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。
端粒酶基因控制著端粒酶的活動，而端粒酶有助於產生端粒，即位於每條DNA鏈末端的帽子，保護我們細胞內的染色體。在正常細胞中，每當細胞在分裂前複製其DNA時，端粒的長度就會變短一點。當端粒變得太短時，細胞就不能再繁殖了，導致它們衰老和死亡。然而，在某些細胞類型中–包括生殖細胞和癌細胞–端粒酶基因的活動確保在複製DNA時將端粒重置為相同的長度。這基本上是在新的後代中重新開機衰老時鐘的原因，但也是癌細胞能夠繼續繁殖並形成腫瘤的原因。
瞭解端粒酶基因是如何被調節和啟動的，以及為什麼它只在某些類型的細胞中活躍，有朝一日可能是瞭解人類如何衰老的關鍵，以及如何阻止癌症的擴散。這就是為什麼Jiyue Zhu 棣文在過去20年的科學家生涯中完全專注于研究這種基因。
Jiyue Zhu 說，他的團隊最新發現VNTR2-1有助於驅動端粒酶基因的活動，這一點特別值得注意，因為它所代表的DNA序列的類型。
“Jiyue Zhu 說：”我們的基因組幾乎有50%是由不為蛋白質編碼的重複性DNA組成。”這些DNA序列往往被認為是’垃圾DNA’或我們基因組中的暗物質，而且它們很難研究。我們的研究描述了這些單元中的一個實際上有一個功能，即它能增強端粒酶基因的活性。”
他們的發現是基於一系列的實驗，這些實驗發現從癌細胞中刪除DNA序列–在人類細胞系和小鼠中–導致端粒縮短，細胞老化，腫瘤停止生長。隨後，他們進行了一項研究，考察了從白種人和非裔美國人的百歲老人以及喬治亞州百歲老人研究的對照參與者的DNA樣本中的序列長度，該研究在1988年至2008年期間對一組100歲或以上的人進行了跟蹤。研究人員發現，該序列的長度從短至53個重複–或拷貝–的DNA到長至160個重複。
“Jiyue Zhu 說：”它變化很大，我們的研究實際上表明，端粒酶基因在具有較長序列的人中更活躍。
由於非常短的序列只在非裔美國人參與者中發現，他們更仔細地觀察了這一群體，發現與對照組參與者相比，具有短VNTR2-1序列的百歲老人相對較少。然而，Jiyue Zhu 說，值得注意的是，擁有較短的序列並不一定意味著你的壽命會更短，因為這意味著端粒酶基因的活性較低，你的端粒長度可能更短，這可能使你不太可能患上癌症。
“我們的發現是在告訴我們，這個VNTR2-1序列對我們如何衰老和如何得癌症的遺傳多樣性有貢獻，”Jiyue Zhu 說。”我們知道，致癌基因 — 或癌症基因 — 和腫瘤抑制基因並不能說明我們得癌症的所有原因。我們的研究表明，情況要比腫瘤基因的突變複雜得多，並為擴大我們的研究以更密切地關注這種所謂的垃圾DNA提供了有力的證據。”
Jiyue Zhu指出，由於非裔美國人已經在美國生活了幾代人，他們中的許多人都有高加索人的祖先，他們可能從他們那裡繼承了一些這種序列。因此，作為下一步，他和他的團隊希望能夠在非洲人口中研究該序列。
除了Jiyue Zhu之外，該論文的作者還包括共同第一作者Tao Xu和De Cheng和華盛頓州立大學的其他人，以及他們在中國東北林業大學、賓夕法尼亞州立大學和北卡羅來納州立大學的合作者。
這項研究的資金來自於: 美國國家衛生研究院的國家普通醫學科學研究所、黑色素瘤研究聯盟和斯波坎縣衛生科學和服務局。
Source: ScienceDaily
