增加端粒酶助您缓解压力

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


似乎人类在其生命历程中一直饱受压力之苦。起初是狮子、老虎和熊,然后是手持尖锐金属物体的其他人,现在是最后期限、交通堵塞和破产。压力,即使是我们今天许多人所承受的那种压力,对身体也是有害的。它可能导致抑郁、焦虑、对疾病的敏感性增加,甚至可能缩短您的预期寿命。这些都不是好事,其中许多都与细胞衰老和死亡有关。

但我们的身体会尽力克服这些负面影响。一种新的方法是什么?额外的端粒酶。但有一种对抗细胞衰老的方法,那就是通过一种叫做端粒酶的东西。但这有意义吗?这是一个好问题。

Beery 等人。“慢性压力提高大鼠端粒酶活性”《生物学快报》,2013 年。


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(旁注:诺贝尔奖得主伊丽莎白·布莱克本是本文的作者之一!不足为奇,端粒完全是她的专业领域!)

要了解端粒酶,您必须先了解端粒。当细胞复制时,它们内部的 DNA 首先复制(在 S 期期间)。然后 DNA 形成染色单体,染色单体形成 X 形对,并在复制过程中被拉开,一半 DNA 进入每个新细胞。但在那段时间,当 DNA 正在复制并形成染色单体时,就存在端粒。

端粒是您真实 DNA 末端的随机 DNA 序列。它们形成一个令人难以置信的保护帽,因此,尽管它们可能“说”的是胡话,但它们意义重大。执行 DNA 复制的酶无法到达 DNA 的最末端,它们必须在到达末端之前停止。如果您的 DNA 在需要结束的地方结束,而没有任何其他东西在那里,那么每次发生复制时,您都会丢失一些 DNA。一些您重要的、编码的 DNA。如果您每次细胞复制都丢失一点基因组……那么我们谁也不会在这里。所以您有端粒,即无意义的 DNA 链,每次 DNA 复制时,它们都会略微缩短。

(您可以在末端看到它们。来源

当然,您也不想丢失您的端粒,因为那样您就会开始丢失常规 DNA。事实上,端粒变短是衰老的迹象。因此,实际上存在一些酶可以帮助维持和延长您的端粒,称为端粒酶。端粒酶可以为我们省去很多麻烦,延长我们的端粒并保护我们的细胞免于衰老(当细胞变得太老而无法分裂时)。端粒酶缺陷可能与许多问题有关,包括早衰和严重免疫缺陷。因此,高水平的端粒酶具有保护作用,可以延长细胞的寿命。

这可能对压力有意义。我们知道压力会导致各种类型的细胞死亡,端粒酶能有所帮助吗?这促使这项研究的作者询问压力。我们知道压力会增加细胞衰老和死亡的迹象。我们也知道端粒酶通常会增加,以延长端粒,大概是为了防止细胞衰老和死亡。那么,当您感到压力时,端粒酶会发生什么变化呢?

为了检验这一点,这项研究的作者选取了大鼠,并让它们暴露于慢性压力之下(我喜欢称之为大鼠版的学术界)。大鼠永远不知道它们每天会遇到什么。有时它们必须游泳,有时它们的笼子是倾斜的。有时它们整夜都在听摇滚音乐,有时它们必须闻到捕食者的气味(在本例中是狐狸的气味,我可怜任何必须处理这种东西的人。它永远不会从任何东西上消失。永远)。这种不可预测的压力对大鼠来说是很难的(更不用说对那些必须进行所有更换工作的人来说也很难,而且通常是在非常奇怪的时间)。受压的大鼠没有它们放松的对照组增重那么多,并且在高架十字迷宫、旷场和明暗箱中表现出高水平的焦虑。

您可以在上面看到旷场、高架十字迷宫和明暗箱的测量结果(从左到右)。这些都是大鼠的焦虑测量指标,它们利用了大鼠天生厌恶强光和开阔空间的习性。大鼠越焦虑,它在旷场中间、高架迷宫的开放臂上或箱子的明亮部分花费的时间就越少。您可以看到,受压的大鼠比它们相关的同类焦虑得多。

这些行为影响与端粒酶活性的增加相关。大鼠表现出的压力行为越多,它们拥有的端粒酶活性就越高。

现在,这并不意味着压力直接导致端粒酶活性,或者端粒酶活性导致压力。

但这可能意味着,增加的端粒酶活性是细胞应对压力困难的一种方式,增加端粒酶活性以保护 DNA 免受过度破坏,并保护细胞免于衰老。这仅仅意味着,当他们给动物施加压力时,端粒酶活性会增加。正如评论中指出的那样,许多事情都会增加端粒酶活性,而且由于压力仍然与细胞衰老迹象和细胞死亡有关,因此这些端粒酶活性的增加是否有意义尚不清楚。看看在压力之前增加端粒酶活性是否可以保护动物免受压力的影响(例如,压力对神经发生的影响,压力会导致神经发生显著减少),这将很有趣。这将是证明端粒酶在压力影响中起有意义作用的方法。但就目前而言,这是端粒和端粒酶的另一个作用。保护您的端粒以帮助您缓解压力。因此,虽然压力和端粒酶增加这两件事是同时发生的,但它们一起是否“有意义”则不太确定。

Beery, A., Lin, J., Biddle, J., Francis, D., Blackburn, E., & Epel, E. (2012)。慢性压力提高大鼠端粒酶活性。《生物学快报》,8(6), 1063-1066。DOI:10.1098/rsbl.2012.0747

编辑(2013 年 3 月 26 日):正如人们在评论中指出的那样,压力和端粒酶活性之间没有确定的联系。此处仅显示两者同时发生,并且暗示此处的端粒酶活性可能是有意义的,这太过推测了。我已经更改了标题并编辑了帖子的部分内容以反映这一点。整个帖子的更正内容以斜体显示。

Scicurious has a PhD in Physiology from a Southern institution. She has a Bachelor of Arts in Philosophy and a Bachelor of Science in Biology from another respected Southern institution. She is currently a post-doctoral researcher at a celebrated institution that is very fancy and somewhere else. Her professional interests are in neurophysiology and psychiatric disorders. She recently obtained her PhD and is pursuing her love of science and writing at the same time. She often blogs in the third person. For more information about Scicurious and to view her recent award and activities, please see her CV ( http://scientopia.org/blogs/scicurious/a-scicurious-cv/)

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