一项新研究表明,人体衰老的方式可能比以前认为的更具抵抗力。伦敦国王学院的研究人员及其合作者发表在《美国化学学会期刊》上的研究指出,染色质——每个细胞基因组的DNA和蛋白质混合体——比之前认为的更能抵抗衰老。科学家们认为,这可能揭示了身体如何应对不可避免的老化“磨损”,并指出哪些部位可能更容易受到老化影响,为未来全身抗衰老治疗奠定了基础。
实验一次又一次地表明,染色质对这种“磨损”表现出了很好的耐受性。但当我们放大并调查直接针对我们引入的老化区域的生化过程时,看到了巨大的影响。伦敦国王学院的路易斯·格拉博士解释说:“这表明,染色质,它决定了DNA的结构,比我们想象的更坚固……这可能意味着某些身体部位的功能完整性可以维持到那些故障部分可以修复或更换。”
蛋白质,像身体的其他部分一样,在衰老过程中会发生变化。尤其是构成染色质的组蛋白,在大约100天内就会被补充和替换。在其生命周期中,蛋白质会被拉伸和扭曲,或者经历类似于生锈的过程。这些损伤会导致蛋白质发生自然的化学变化,称为翻译后修饰(PTMs)。通过改变蛋白质的物理和化学结构,这些过程可以改变其功能,甚至导致其失效。在某些情况下,这种失效可能导致癌症等疾病,但其具体机制往往不清楚。此外,由于自然衰老是一个缓慢的过程,研究体内蛋白质的老化过程非常困难。
为了揭示蛋白质在老化过程中经历“磨损”的基础,研究团队在试管中化学构建了两个生命周期阶段的染色质——最近形成的和非常老的,后者含有与老化相关的PTM。每单位质量约为三百万道尔顿,研究团队认为这些具有可控老化“疤痕”的染色质模型是同类中最大的。
他们发现,老化过程对染色质的影响非常不同。尽管老化相关PTM带来了极端的局部变化,但染色质的整体结构和完整性似乎未受影响。然而,通常与其相互作用的酶不再能识别这些老化区域作为染色质,导致功能失效。
路易斯·格拉博士进一步解释说:“这表明染色质,它决定了DNA的结构,比我们想象的更坚固。就像一台旧电脑,虽然它可能没有最新的显卡或处理器,但这台模块化的设备仍然可以上网。它甚至可能有一个完全烧毁的声音卡,但在核心上它仍然是一台功能正常的电脑。这可能意味着某些身体部位的功能完整性可以维持到那些故障部分可以修复或更换。”
通过化学构建老化生物分子如蛋白质,并努力确定当磨损不可逆转地阻碍染色质和其他复杂细胞成分的功能时的“临界点”,研究团队希望为未来的药剂师开发更有效的抗衰老药物提供支持。
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