线粒体大扫除:UCLA与Caltech科学家学会清除细胞受损DNA

编辑者: Svitlana Velhush

线粒体是细胞的微型发电站,它们在提供能量的同时,也会在自身DNA中积累突变,随着时间推移扰乱整个机体的运作。来自UCLA和Caltech的研究人员找到了一种方法,能够选择性地清除这种DNA中受损的副本,从而增强细胞天然的清理机制。

线粒体DNA突变的积累被认为与帕金森病、阿尔茨海默病、心脏病变以及老年时整体精力的衰退有关。遗传性缺陷会引发严重的儿童疾病。科学家提出的目标不是逐一治疗每种疾病,而是降低细胞中受损线粒体DNA的比例,从而延缓衰老过程本身。

这项工作的核心是UCLA郭敏实验室和Caltech布鲁斯·海实验室构建的果蝇Drosophila模型。在这一模式生物中,研究人员成功激活了自噬——即细胞“吞食”并回收自身受损成分的过程。结果成功清除了高达95%的突变线粒体DNA。激活与抵御帕金森病相关的通路也产生了类似效果。

重要的是,清理过程本就存在于细胞中,只是效率不够高。科学家只是增强了它,并未添加任何外来物质。这使该方法有别于完全替换线粒体或直接编辑DNA的尝试。然而,所有数据均来自果蝇,将结果推广到人类还需进一步研究。

不妨把细胞想象成一间公寓,里面的旧灯泡逐渐变暗、闪烁。主人没有更换整条线路,而是加强了清洁工的工作——由她自行找出并只扔掉坏掉的灯泡。实验中激活自噬正是如此:只要稍加帮助,细胞自己就能处理好垃圾。

这项研究于2016年发表在《Nature Communications》上,由美国国立卫生研究院、Kenneth Glenn Family Foundation和Ellison Medical Foundation资助。作者未声明存在利益冲突。未来的计划是寻找能模拟这一效果的药物,并在其他模型上进行验证。

这项工作表明,衰老在某种程度上可以看作细胞垃圾的逐渐积累,而通过增强细胞自身的质量控制系统,这一过程原则上是可以控制的。

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来源

  • New methods to combat cell damage that accumulates with age

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