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研究称生活压力致DNA质量下降 早亡风险增大

科普小知识2021-11-21 03:40:25
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根据国外媒体最近的报道,美国的一项新研究发现,艰难的增长环境将影响穷人。生活压力会在他们的基因上留下一个漫长而有害的印记,因此穷人的DNA质量会下降,他们更有可能早逝。

美国斯坦福大学进行的一项研究调查了不良人类生活对脱氧核糖核酸的影响。人们发现,如果生活因贫困而承受更大的压力,那么控制人体寿命的染色体端粒将更容易因压力而缩短。端粒越短,早期死亡的可能性就越高。

端粒:细胞生命的有丝分裂钟

端粒是存在于真核细胞线性染色体末端的一小部分DNA-蛋白质复合体。它与端粒结合蛋白一起形成一种特殊的“帽”结构,其功能是维持染色体的完整性和控制细胞分裂周期。

端粒、着丝粒和复制起点是染色体完整性和稳定性的三大要素。端粒DNA由简单的高度重复序列组成。端粒酶可以用来增加端粒DNA的尾部。每当DNA分子分裂和复制时,端粒就会缩短。一旦端粒耗尽,细胞将立即激活凋亡机制,即细胞将走向凋亡。因此,反映细胞复制历史和复制潜力的端粒长度被称为细胞生命的“有丝分裂钟”,其功能是保护染色体的完整性和控制细胞分裂周期。年轻人的端粒长度相当于80到10,000个核苷酸。端粒随着细胞分裂而缩短,并受到压力的影响。先前的研究表明,测试细胞中端粒的长度可以准确预测一个人的寿命。

第二军医大学的孙博士在接受《中国科学日报》采访时说,从理论上讲,长期的外部压力可能会影响DNA。在国际学术界,DNA端粒研究最重要的成就是它与人类寿命的关系。“端粒的每个拷贝都会在一定程度上缩短,细胞也会死亡。端粒是保护脱氧核糖核酸的一种重要的帽子状结构孙对说:

端粒和寿命

早在2009年,随着“发现端粒和端粒酶如何保护染色体”的成就,发现人类衰老、癌症和其他严重疾病的三位美国科学家伊丽莎白·布莱克本、卡罗尔·格雷德和杰克·绍斯塔克分享了诺贝尔生理学或医学奖。

2012年,东安格利亚大学的研究人员发现,测量个体DNA可以预测生物的年龄和寿命。他们以孤立岛屿上320个强壮的塞舌尔莺野生种群为实验材料,研究它们的染色体帽长度,即端粒。这个为期20年的研究项目是第一个测量野生种群整个生命周期中端粒的项目。

这项研究的结果表明,不同个体的端粒在缩短速度上有很大的差异。此外,任何年龄组的端粒越短,死亡风险越高。与实际年龄相比,端粒长度可以说是一个更好的预期寿命指标,并有可能成为一个生理年龄的指标。

“随着时间的推移,这些端粒会降解并变短。当端粒长度达到一个临界值时,它们将导致其所在细胞的功能停止。这种机制反过来阻止细胞无限期复制,最终成为癌细胞。然而,另一方面,这种细胞在器官中的存在将导致它们的退化,最终导致器官退化、衰老并最终死亡。”首席研究员大卫·理查森博士解释道。

氧化剂攻击端粒,如吸烟、不良食物、身体经历的极端环境、身体或精神压力等。,会导致端粒缩短。

2014年的一项研究还发现,由于社会地位低下而长期生活在压力下的儿童,其端粒比他们的同龄人要短。社会地位低下等原因造成的长期压力下个体的端粒会迅速缩短,这可能与不良健康结果有关。

此外,研究发现环境对端粒长度的影响受多巴胺和血清素功能相关基因的调节。通过对这些神经递质途径具有高遗传敏感性的男孩的研究,发现来自低社会地位环境的男孩显示出最短的端粒,而来自优势环境的男孩显示出最长的端粒。

其作用机制还有待研究

在开始提到的研究中,研究人员以密歇根州底特律市为研究对象,收集了该市的穷人、中产阶级和下层非洲人、白人和墨西哥人的基因进行分析。

结果显示,底特律居民的端粒,无论种族或生活条件如何,都比生活在更好环境中的同龄人短。

该研究还发现,低收入的底特律居民,不分种族,端粒长度低于全国平均水平。研究人员表示,生活在极度贫困或隔离的社区确实会对人们产生影响。

孙向《中国科学报》记者解释说,这项研究只描述了穷人DNA中端粒变短的现象,没有解释其作用机制。

“影响穷人生活环境的因素是复杂的。饮食、工作压力、心理因素等。应该是变量。然而,研究简单地将其归结为艰难的成长环境。”孙对说:

然而,如何在长期印记中定义“长期”还需要进一步研究。“人体内的每一个细胞都有DNA,如果是永久性损伤,这种损伤应该会影响更多的细胞。如果是生殖细胞的变化,它将影响下一代,而体细胞的变化将对个体产生更大的影响。例如,福岛和切尔诺贝利核泄漏对脱氧核糖核酸的影响必须是长期的,这与剂量、接触有害环境的时间等有关。这个问题很复杂,不能简单地一概而论。”中国科学院昆明动物研究所博士生导师孔庆鹏告诉《中国科学》。

孙同意,“生殖细胞的DNA端粒将被恢复,精子细胞和卵细胞的端粒将在每次分娩时遵循补偿机制。否则,在年龄较大时产生孩子的生殖细胞的端粒必须比在年龄较小时产生孩子的生殖细胞的端粒短,但事实并非如此。”孙对说: